Electronic states in heterostructures formed by ultranarrow layers

Low-energy electronic states in heterosrtuctures formed by ultranarrow layer (single or several monolayers thickness) are studied theoretically. The host material is described within the effective mass approximation and effect of ultranarrow layers is taken into account within the framework of the transfer matrix approach. Using the current conservation requirement and the inversion symmetry of ultranarrow layer, the transfer matrix is written through two phenomenological parameters. The binding energy of localized state, the reflection (transmission) coefficient for the single ultranarrow layer case, and the energy spectrum of superlattice are determined by these parameters. Spectral dependency of absorption in superlattice due to photoexcitation of electrons from localized states into minibands is strongly dependent on the ultranarrow layers characteristics. Such a dependency can be used for verification of the transfer matrix parameters.Comment: 7 pages, 7 figure

Legume reaction to soil acidity

Most legumes grow and develop better in neutral soils, with the exception of lupine, which grows at pH 4.0-5.0. Legumes are sensitive to the concentration of aluminium ions in the soi

Отношение бобовых растений к кислотности почвы

Most legumes grow and develop better in neutral soils, with the exception of lupine, which grows at pH 4.0–5.0. Red clover secretes hydrogen ions into the soil through its roots, changing soil pH. Legume root nodules form better at pH 6.5–7.0, and at pH values less than 3, the root cells’ cytoplasm breaks down. At pH 8.7, the plants are deficient in NO3-, phosphates, iron, manganese, copper, and zinc. In acidic soils, an excess of aluminium inhibits the uptake of phosphorus, calcium, potassium, iron, sodium, and boron by root cells. Legumes are sensitive to the concentration of aluminium ions in the soil. In aluminium-sensitive pea varieties, nutrient absorption is suppressed; lectin, hemicellulose, and cellulose synthesis is inhibited in root cell walls; membrane water permeability decreases; the number of SH groups in cells decreases; and enzyme activity is inhibited. In an acidic medium, clover growth is inhibited, nodules form poorly, and nitrogen fixation rate decreases. The higher the acidity, the harder it is to assimilate soil magnesium. Magnesium deficiency leads to reduced photosynthesis and decreased sugar transport to roots and nodules. As a result, nitrogen fixation stops, and the plant’s leaves turn yellow and fall off. For legumes, the Ca:Mg ratio is important. The combined application of calcium and magnesium increases plant biomass yield, reduces nodule formation in lupine, and increases it in beans. This difference is related to the fact that beans, clover, and haricot are calciphiles, whereas is calciphobous. The use of waste beet sugar production – defecate, calcium fertilizer, is very effective. Decreased acidity increases leghemoglobin content in nodules, increases nodule weight, and increases nitrogen fixation 3–4 times.La mayoría de las legumbres crecen y se desarrollan mejor en suelos neutros, con la excepción del lupino, que crece a un pH de 4.0 a 5.0. El trébol rojo secreta iones de hidrógeno en el suelo a través de sus raíces, cambiando el pH del suelo. Los nódulos de la raíz de las leguminosas se forman mejor a pH 6.5–7.0, y a valores de pH inferiores a 3, el citoplasma de las células de la raíz se descompone. A pH 8.7, las plantas son deficientes en NO3-, fosfatos, hierro, manganeso, cobre y zinc. En suelos ácidos, un exceso de aluminio inhibe la absorción de fósforo, calcio, potasio, hierro, sodio y boro por las células de la raíz. Las legumbres son sensibles a la concentración de iones de aluminio en el suelo. En las variedades de guisantes sensibles al aluminio, se suprime la absorción de nutrientes; la síntesis de lectina, hemicelulosa y celulosa se inhibe en las paredes celulares de la raíz; la permeabilidad del agua de la membrana disminuye; disminuye el número de grupos SH en las células; y se inhibe la actividad enzimática. En un medio ácido, el crecimiento del trébol se inhibe, los nódulos se forman mal y la tasa de fijación de nitrógeno disminuye. Cuanto mayor es la acidez, más difícil es asimilar el magnesio del suelo. La deficiencia de magnesio conduce a una fotosíntesis reducida y a un menor transporte de azúcar a las raíces y nódulos. Como resultado, la fijación de nitrógeno se detiene y las hojas de la planta se vuelven amarillas y se caen. Para las legumbres, la relación Ca: Mg es importante. La aplicación combinada de calcio y magnesio aumenta el rendimiento de la biomasa vegetal, reduce la formación de nódulos en el altramuz y aumenta en los frijoles. Esta diferencia está relacionada con el hecho de que los frijoles, el trébol y la judía son calciphiles, mientras que son calciphobous. El uso de la producción de residuos de azúcar de remolacha - defecar, fertilizante de calcio, es muy efectivo. La disminución de la acidez aumenta el contenido de leghemoglobina en los nódulos, aumenta el peso de los nódulos y aumenta la fijación de nitrógeno de 3 a 4 veces.Большинство бобовых растений лучше растут и развиваются на нейтральных почвах, исключением является люпин, растущий при рН 4,0-5,0. Клевер луговой через корни выделяет ионы водорода в почву, меняя рН. Клубеньки на бобовых растениях лучше формируются при рН 6,5-7,0. При рН менее 3 нарушается структура цитоплазмы клеток корня. При рН 8,7 растения испытывают дефицит NO3-, фосфатов, железа, марганца, меди, цинка. В кислых почвах избыток алюминия подавляет поглощение клетками корня фосфора, кальция, калия, железа, натрия, бора. Бобовые растения чувствительны к содержанию ионов алюминия в почве. У чувствительных к алюминию сортов гороха: подавляется поглощение элементов питания; тормозится синтез лектина, гемицеллюлозы и целлюлозы клеточных стенок корня; снижается проницаемость воды через мембраны; уменьшается количество SH- групп в клетке; подавляется активность ферментов. В кислой среде у клевера тормозится рост, слабо формируются клубеньки, снижается азотфиксация. Чем выше кислотность, тем труднее усваивается почвенный магний. При недостатке магния снижается активность процессов фотосинтеза, резко снижается транспорт сахаров в корни и клубеньки, фиксация азота останавливается, листья желтеют и опадают. Для бобовых растений важно соотношение Са:Mg. Совместное внесение кальция и магния повышает урожай биомассы растений, снижало формирование клубеньков у люпина и повышало у бобов. Разная реакция растений связана с тем, что бобы, клевер и фасоль относятся к группе кальциефилов, тогда как люпин – к группе кальциефобов. Высокой эффективностью отличается применение отхода свеклосахарного производства – дефеката, кальцийсодержащего удобрения. Снижение кислотности повышает содержание легемоглобина в клубеньках, растет масса клубеньков, а фиксация азота увеличивается в 3-4 раза

Адаптивне оцінювання параметрів руху малорозмірного БПЛА за даними відеокамери і FMCW-далекоміру

Nowday, the development of small-size UAV (SUAV) technology has led to its widespread use in various industries and to meet the needs of commercial and private consumers. At the same time, the wide access to this technology and its proliferation also creates a new class of threats. This necessitates the development of surveillance capabilities that detect and track SUAVs in air space. A combined surveillance system including a video camera and an FMCW rangefinder is capable of determining the coordinates of SUAV location in air space. Modern SUAVs are intensely mobile targets that can perform intense maneuvers, hover, and stay stationary in air space. This requires the use in the development of trajectory processing algorithms of adequate methods of estimating parameters of SUAV movement, which take into account its possible maneuvers. A stochastic dynamical system with a random structure in discrete time is used to describe the SUAV motion in the local rectangular coordinate system, which takes into account three main types of motion: hovering, almost uniform motion, motion with maneuver. The paper derived a measurement equation in the local rectangular coordinate system of the combined SUAV surveillance system, which includes a video camera and FMCW rangefinder. The mathematical apparatus of mixed Markov processes in discrete time is used for synthesis of the adaptive estimation algorithm of SUAV motion parameters, which allows obtaining recurrent estimation algorithms. In the developed algorithm the first and second moments of conditional posterior probability densities of SUAV motion parameters are calculated, and also the posterior probabilities of different types of its motion are extrapolated. At the same time it provides poligausible approximation of unconditional posterior probability density of SUAV movement parameters when passing to the next estimation step. The adaptive filter is multichannel and belongs to the class of devices with feedbacks between channels. The analysis of the developed algorithm of adaptive estimation of SUAV motion parameters from video camera data and FMCW-rangefinder is carried out by statistical modeling.На сегодняшний день развитие технологий построения малоразмерных БПЛА (МБПЛА) привело к широкому их использованию в различных отраслях хозяйства, а также для удовлетворения потребностей коммерческих и частных потребителей. Вместе этим широкий доступ к данной технологии и её распространение также порождает новый класс угроз. Это обусловливает необходимость в разработке средств наблюдения, выявляют и сопровождают МБПЛА в пространстве. Комбинированная система наблюдения, включающая видеокамеру и FMCW-дальномер, способна определять координаты местоположения МБПЛА в пространстве. Современные МБПЛА относятся к интенсивно маневрирующим целям, которые способны совершать интенсивные маневры, зависать и не двигаться в пространстве. Это требует использования при разработке алгоритмов траекторной обработки адекватных методов оценивания параметров движения МБПЛА, которые учитывают его возможные маневры. Для описания движения МБПЛА в местной прямоугольной системе координат использовано стохастическую динамическую систему со случайной структурой в дискретном времени, которая учитывает три основных вида движения: зависание, почти равномерное движение, движение с маневром. Получено уравнение измерения в местной прямоугольной системе координат комбинированной системы наблюдения за МБПЛА, что включает видеокамеру и FMCW-дальномер. Для синтеза алгоритма адаптивного оценивания параметров движения МБПЛА использован математический аппарат смешанных марковских процессов в дискретном времени, который позволяет получить рекуррентные алгоритмы оценивания. В разработанном алгоритме вычисляются первый и второй моменты условных апостериорных плотностей вероятности параметров движения МБПЛА, а также экстраполированные и апостериорные вероятности различных типов его движения. При этом он обеспечивает полигаусовскую аппроксимацию безусловной апостериорной плотности вероятности параметров движения МБПЛА при переходе на следующий шаг оценивания. Адаптивный фильтр является многоканальным и относится к классу устройств с обратными связями между каналами. Анализ разработанного алгоритма адаптивного оценивания параметров движения МБПЛА по данным видеокамеры и FMCW-дальномера проведено путём статистического моделирования. Ключевые слова: БПЛА, FMCW-дальномер, видеокамера, параметры движения, виды манёвра, адаптивное оценивание, смешанные марковские процессы, апостериорная плотность вероятности.На сьогоднішній день розвиток технологій побудови малорозмірних БПЛА (МБПЛА) призвів до широкого їх використання в різних галузях господарства, а також для задоволення потреб комерційних і приватних споживачів. Разом цим широкий доступ до даної технології і її розповсюдження також породжує новий клас загроз. Це обумовлює необхідність у розробці засобів спостереження, що виявляють та супроводжують МБПЛА у просторі. Комбінована система спостереження, що включає відеокамеру та FMCW-далекомір здатна визначати координати місцеположення МБПЛА в просторі. Сучасні МБПЛА відносяться до інтенсивно маневруючих цілей, які спроможні здійснювати інтенсивні маневри, зависати і не рухатись у просторі. Це вимагає використання при розробці алгоритмів траєкторної обробки адекватних методів оцінювання параметрів руху МБПЛА, які враховують його можливі маневри. Для опису руху МБПЛА в прямокутній місцевій системі координат використано стохастичну динамічну систему з випадковою структурою в дискретному часі, яка враховує три основні види руху: зависання, майже рівномірний рух, рух з маневром. Отримано рівняння вимірювання в прямокутній місцевій системі координат комбінованої системи спостереження за МБПЛА, що включає відеокамеру і FMCW-далекомір. Для синтезу алгоритму адаптивного оцінювання параметрів руху МБПЛА використано математичний апарат змішаних марківських процесів в дискретному часі, який дозволяє отримати рекурентні алгоритми оцінювання. В розробленому алгоритмі обчислюються перший та другий моменти умовних апостеріорних щільностей ймовірності параметрів руху МБПЛА, а також екстрапольовані та апостеріорні ймовірності різних типів його руху. При цьому він забезпечує полігаусівську апроксимацію безумовної апостеріорної щільність ймовірності параметрів руху МБПЛА при переході на наступний крок оцінювання. Адаптивний фільтр є багатоканальним і відноситься до класу пристроїв із зворотними зв'язками між каналами. Аналіз розробленого алгоритму адаптивного оцінювання параметрів руху МБПЛА за даними відеокамери і FMCW-далекоміру проведено шляхом статистичного моделювання

CPT and Lorentz violation effects in hydrogen-like atoms

Within the framework of Lorentz-violating extended electrodynamics, the Dirac equation for a bound electron in an external electromagnetic field is considered assuming the interaction with a CPT-odd axial vector background $b_\mu$. The quasi-relativistic Hamiltonian is obtained using a $1/c$-series expansion. Relativistic Dirac eigenstates in a spherically-symmetric potential are found accurate up to the second order in $b_0$. $b_0$-induced CPT-odd corrections to the electromagnetic dipole moment operators of a bound electron are calculated that contribute to the anapole moment of the atomic orbital and may cause a specific asymmetry of the angular distribution of the radiation of a hydrogen atom.Comment: 13 pages, 1 figure; (5.14) is corrected to conform to the normalization convention for Laguerre polynomials adopted at present; minor grammatical change

Dispersion of the dielectric permittivity of dense and ultracold atomic gases

On the basis of general theoretical results developed previously in JETP 112, 246 (2011) we analyze the atomic polarization created by weak monochromatic light in an optically thick, dense and cold atomic ensemble. We show that the amplitude of the polarization averaged over a uniform random atomic distribution decreases exponentially beyond the boundary regions. The phase of this polarization increases linearly with increasing penetration into the medium. On these grounds, we determine numerically the wavelength of the light in the dense atomic medium, its extinction coefficient, and the complex refractive index and dielectric constant of the medium. The dispersion of the permittivity is investigated for different atomic densities. It is shown that for dense clouds, the real part of the permittivity is negative in some spectral domains.Comment: 1. Paper is to appear in Physical Review A. 2. Refer also to JETP 112, 246 (2011

The off-axis pyroelectric effect observed for lithium tetraborate

We find a pyroelectric current along the {110} direction of stoichiometric Li2B4O7 so that the pyroelectric coefficient is nonzero but roughly 10−3 smaller than along the {001} direction of spontaneous polarization. Abrupt decreases in the pyroelectric coefficient along the {110} direction can be correlated with anomalies in the elastic stiffness C_33^D contributing to concept that the pyroelectric coefficient is not simply a vector but has qualities of a tensor, as expected. The time dependent surface photovoltaic charging suggests that an inverse piezoelectric effect occurs at the (110) surface but not the (100) surface. Both effects along the {110} direction or at the (110) surface are distinct the conventional as a bulk pyroelectric effect

On the relation between Unruh and Sokolov--Ternov effects

We show that the Sokolov--Ternov effect -- the depolarization of particles in storage rings coming from synchrotron radiation due to spin flip transitions -- is physically equivalent to the Unruh effect for circular acceleration if one uses a spin 1/2 particle as the Unruh--DeWitt detector. It is shown that for the electron, with gyromagnetic number $g \approx 2$, the exponential contribution to the polarization, which usually characterizes the Unruh effect, is "hidden" in the standard Sokolov-Ternov effect making it hard to observe. Thus, our conclusions are different in detail from previous work.Comment: 23 pages, no figure

First Passage Time Densities in Non-Markovian Models with Subthreshold Oscillations

Motivated by the dynamics of resonant neurons we consider a differentiable, non-Markovian random process $x(t)$ and particularly the time after which it will reach a certain level $x_b$. The probability density of this first passage time is expressed as infinite series of integrals over joint probability densities of $x$ and its velocity $\dot{x}$. Approximating higher order terms of this series through the lower order ones leads to closed expressions in the cases of vanishing and moderate correlations between subsequent crossings of $x_b$. For a linear oscillator driven by white or coloured Gaussian noise, which models a resonant neuron, we show that these approximations reproduce the complex structures of the first passage time densities characteristic for the underdamped dynamics, where Markovian approximations (giving monotonous first passage time distribution) fail

First Passage Time Densities in Resonate-and-Fire Models

Motivated by the dynamics of resonant neurons we discuss the properties of the first passage time (FPT) densities for nonmarkovian differentiable random processes. We start from an exact expression for the FPT density in terms of an infinite series of integrals over joint densities of level crossings, and consider different approximations based on truncation or on approximate summation of this series. Thus, the first few terms of the series give good approximations for the FPT density on short times. For rapidly decaying correlations the decoupling approximations perform well in the whole time domain. As an example we consider resonate-and-fire neurons representing stochastic underdamped or moderately damped harmonic oscillators driven by white Gaussian or by Ornstein-Uhlenbeck noise. We show, that approximations reproduce all qualitatively different structures of the FPT densities: from monomodal to multimodal densities with decaying peaks. The approximations work for the systems of whatever dimension and are especially effective for the processes with narrow spectral density, exactly when markovian approximations fail.Comment: 11 pages, 8 figure