Quantum behaviour of open pumped and damped Bose-Hubbard trimers

We propose and analyse analogs of optical cavities for atoms using three-well inline Bose-Hubbard models with pumping and losses. With one well pumped and one damped, we find that both the mean-field dynamics and the quantum statistics show a qualitative dependence on the choice of damped well. The systems we analyse remain far from equilibrium, although most do enter a steady-state regime. We find quadrature squeezing, bipartite and tripartite inseparability and entanglement, and states exhibiting the EPR paradox, depending on the parameter regimes. We also discover situations where the mean-field solutions of our models are noticeably different from the quantum solutions for the mean fields. Due to recent experimental advances, it should be possible to demonstrate the effects we predict and investigate in this article.Comment: 20 pages, 8 figures, theoretica

Energy-aware Gossip Protocol for Wireless Sensor Networks

Dissertação de mestrado em Engenharia InformáticaIn Wireless Sensor Networks (WSNs), typically composed of nodes with resource constraints, leveraging efficient processes is crucial to enhance the network longevity and consequently the sustainability in ultra-dense and heterogeneous environments, such as smart cities. Epidemic algorithms are usually efficient in delivering packets to a sink or to all it’s peers but have poor energy efficiency due to the amount of packet redundancy. Directional algorithms, such as Minimum Cost Forward Algorithm (MCFA) or Directed Diffusion, yield high energy efficiency but fail to handle mobile environments, and have poor network coverage. This work proposes a new epidemic algorithm that uses the current energy state of the network to create a topology that is cyclically updated, fault tolerant, whilst being able to handle the challenges of a static or mobile heterogeneous network. Depending on the application, tuning in the protocol settings can be made to prioritise desired characteristics. The proposed protocol has a small computational footprint and the required memory is proportional not to the size of the network, but to the number of neighbours of a node, enabling high scalability. The proposed protocol was tested, using a ESP8266 as an energy model reference, in a simulated environment with ad-hoc wireless nodes. It was implemented at the application level with UDP sockets, and resulted in a highly energy efficient protocol, capable of leveraging extended network longevity with different static or mobile topologies, with results comparable to a static directional algorithm in delivery efficiency.Em Redes de Sensores sem Fios (RSF), tipicamente compostas por nós com recursos lim-itados, alavancar processos eficientes é crucial para aumentar o tempo de vida da rede e consequentemente a sustentabilidade em ambientes heterogéneos e ultra densos, como cidades inteligentes por exemplo. Algoritmos epidêmicos são geralmente eficientes em en-tregar pacotes para um sink ou para todos os nós da rede, no entanto têm baixa eficiência energética devido a alta taxa de duplicação de pacotes. Algoritmos direcionais, como o MCFA ou de Difusão Direta, rendem alta eficiência energética mas não conseguem lidar com ambientes móveis, e alcançam baixa cobertura da rede. Este trabalho propõe um novo protocolo epidêmico que faz uso do estado energético atual da rede para criar uma topologia que por sua vez atualizada ciclicamente, tolerante a falhas, ao mesmo tempo que é capaz de lidar com os desafios de uma rede heterogênea estática ou móvel. A depender da aplicação, ajustes podem ser feitos às configurações do protocolo para que o mesmo priorize determinadas características. O protocolo proposto tem um pequeno impacto computacional e a memória requerida é proporcional somente à quantidade de vizinhos do nó, não ao tamanho da rede inteira, permitindo assim alta escalabilidade. O algoritmo proposto foi testado fazendo uso do modelo energético de uma ESP8266, em um ambiente simulado com uma rede sem fios ad-hoc. Foi implementado à nível aplicacional com sockets UDP, e resultou em um protocol energeticamente eficiente, capaz de disponibilizar alta longevidade da rede mesmo com diferentes topologias estáticas ou móveis com resultados comparáveis à um protocolo direcional em termos de eficiência na entrega de pacotes

Falhas de enfermagem no pós-operatório imediato de pacientes cirúrgicos

This is a descriptive study based on the theory of human error, in order to analyze and classify nursing errors during the nursing care of surgical patients at recovery. Twenty-five (25) fault reports were collected through a semi-structured interview. Those reports were submitted to 15 nurse experts to evaluate the risk of seriousness; human, equipment and organizational factors involved; members interaction; information and reversibility of the accident. Faults were directly attributed to psychosocial and organizational aspects, equipment and seriousness. A multidimensional scaling test (MDS) was applied and a graph was obtained. It showed four groups of faults, due to problems related to sensory-motor, procedure, abstraction and supervision control. In conclusion, the faults were caused by non-defined personnel roles, continuing education deficiency, non-systematic observation, inadequate space and equipment.Estudo descritivo-exploratório, fundamentado na Teoria do Erro Humano, para analisar e classificar falhas de enfermagem durante a assistência a pacientes em pós-operatório imediato. Através de entrevista semi-estruturada coletou-se 25 relatos de falhas que foram submetidos à avaliação por 15 enfermeiros especialistas quanto a 7 variáveis. Essas foram reduzidas a aspectos psicossociais/equipamento, organizacionais e gravidade pela análise de componentes principais. Realizou-se teste de escalonamento multidimensional (MDS) e obteve-se gráfico mostrando 4 grupos de falhas, que foram interpretados como sendo no nível sensório-motor, de procedimento, de abstração e de controle de supervisão. As falhas foram causadas por indefinição de papel, treinamento deficiente, observação assistemática, inadequação física e de equipamentos.Estudio descriptivo-exploratorio, fundamentado en la Teoría del Error Humano, con objeto de analizar y clasificar fallas de enfermería durante la atención a pacientes en el postoperatorio inmediato. A través de entrevista semiestructurada, fueron recopilados 25 relatos de fallas, sometidos a la evaluación de 15 enfermeros especialistas con respecto a 7 variables. Estas fueron reducidas a aspectos psicosociales/equipamiento, organizacionales y gravedad mediante el análisis de componentes principales. Fue realizado un teste de escalonamiento multidimensional (MDS), resultando en un gráfico con 4 grupos de fallas. Estos fueron interpretados como siendo al nivel sensorio-motor, de procedimiento, de abstracción y de control de supervisión. Las fallas fueron causadas por indefinición de papel, capacitación deficiente, observación asistemático, inadecuación física y de equipamientos

Mapping the train model for earthquakes onto the stochastic sandpile model

We perform a computational study of a variant of the ``train'' model for earthquakes [PRA 46, 6288 (1992)], where we assume a static friction that is a stochastic function of position rather than being velocity dependent. The model consists of an array of blocks coupled by springs, with the forces between neighbouring blocks balanced by static friction. We calculate the probability, P(s), of the occurrence of avalanches with a size s or greater, finding that our results are consistent with the phenomenology and also with previous models which exhibit a power law over a wide range. We show that the train model may be mapped onto a stochastic sandpile model and study a variant of the latter for non-spherical grains. We show that, in this case, the model has critical behaviour only for grains with large aspect ratio, as was already shown in experiments with real ricepiles. We also demonstrate a way to introduce randomness in a physically motivated manner into the model.Comment: 14 pages and 6 figures. Accepted in European Physical Journal