Global topological k-defects

We consider global topological defects in symmetry breaking models with a non-canonical kinetic term. Apart from a mass parameter entering the potential, one additional dimensional parameter arises in such models -- a ``kinetic'' mass. The properties of defects in these models are quite different from ``standard'' global domain walls, vortices and monopoles, if their kinetic mass scale is smaller than their symmetry breaking scale. In particular, depending on the concrete form of the kinetic term, the typical size of such a defect can be either much larger or much smaller than the size of a standard defect with the same potential term. The characteristic mass of a non-standard defect, which might have been formed during a phase transition in the early universe, depends on both the temperature of a phase transition and the kinetic mass.Comment: 7 pages, 3 figures; v2: references added, matches the published versio

Preliminary assessment of roadheaders efficiency based on empirical methods and index of equivalent rock strength

Purpose. The choice of a proper roadheader is a critically important step in planning of a project or some of its stages. Nowadays various manufacturers produce numerous models of these vehicles, hence it is unreasonable to conduct a thorough analysis of each model’s parameters in terms of their adequacy for the successful implementation of the project. Therefore, it is necessary to develop quite simple and easy-to-use assessment of roadheaders efficiency at the project preliminary stages. Methods. The widely used model of the Colorado School of Mines based on numerous laboratory tests has been applied as the basic model for determining theoretical efficiency of rock mass destruction. Since domestic scientists are accustomed to using rock strength parameters, which differ from values σc and σt accepted everywhere (including Russia), we represented dependencies that allow to convert values of some indicators to the values of other indicators. Findings. Calculating the efficiency of roadheaders’ use for each geological section with homogeneous rock can take unreasonably long time. Thus, it is necessary to have a simple integrated strength index for the whole excavation or even enterprise, which can be interpreted through the generally accepted values such as the uniaxial compressive strength σc and tensile strength σt. Jointing of rocks is also an important parameter in a feasibility study of roadheaders’ efficiency. Originality. The equivalent rock strength index was applied as a simple integrated strength index for the whole excavation. This parameter is established on the basis of integrated assessment index of mining operations complexity, which comprises the sum of the uniaxial compressive strength σc and rock jointing for the whole excavation or even mining enterprise. Practical implications. The results of this paper can serve as a preliminary scientifically grounded method of selecting equipment for a particular project in mining industry or underground construction by the efficiency criterion. Its main advantage is simplicity and clarity. However, it should be noted that this method should not be applied at the stage of the project final feasibility study, especially without considering other production factors (compatibility with other equipment, availability of the personnel with adequate qualification for operation and maintenance of the chosen machine etc.).Мета. Вибір конкретного прохідницького комбайна є критично важливим кроком у плануванні робіт по проекту або будь-якого з його етапів. При цьому номенклатура машин, що випускаються різними виробниками в даний час, надзвичайно велика, що робить недоцільним ретельний аналіз кожної моделі комбайна з точки зору його адекватності необхідним для успішної реалізації проекту параметрам. Таким чином, виникає необхідність у досить простій і швидко проводимій попередній оцінці машин уже на передпроектній стадії. Методика. В якості основної моделі для визначення теоретичної продуктивності руйнування гірського масиву була використана методика Колорадського гірничого університету, яка заснована на численних лабораторних випробуваннях і пройшла широку апробацію на практиці. Для вітчизняних фахівців, що звикли до використання у своїй діяльності міцнісних показників гірських порід, що відрізняються від повсюдно (у тому числі в Росії) прийнятих величин σст і σр представлені залежності, що дозволяють проводити перерахунок значень одних показників до значень інших показників. Результати. Обчислення ефективності використання прохідницьких комбайнів для кожної геологічної ділянки з однорідними породами може зайняти невиправдано багато часу. У зв’язку з чим виникає необхідність у простому, інтегральному для всієї виробки або гірничого підприємства, показника міцності, який може бути інтерпретований через загальноприйняті величини – межу міцності на стиск σст і межу міцності на розтяг σр. Також важливим параметром у техніко-економічному обґрунтуванні ефективності прохідницьких комбайнів є тріщинуватість гірських порід. Наукова новизна. В якості найпростішого інтегрального показника міцності порід по всій виробці використовувався показник еквівалентної міцності гірських порід. Цей параметр визначається на основі показника інтегральної оцінки складності гірничопрохідницьких робіт, заснованої на підсумовуванні межі міцності на стиск σст і тріщинуватості гірських порід по всій виробці або навіть гірничому підприємству. Практична значимість. Отримані результати можуть слугувати в якості попереднього науково обґрунтованого способу відбору техніки для конкретного проекту в гірничодобувній галузі або підземному будівництві за критерієм продуктивності. Її основною перевагою є простота і зрозумілість. Однак варто зазначити, що розглянуту методику не слід застосовувати на етапі остаточного техніко-економічного обґрунтування проекту, тим більше у відриві від інших виробничих факторів (сумісність з іншим обладнанням, наявність персоналу з необхідною для експлуатації та обслуговування обраної машини кваліфікацією і т.д.).Цель. Выбор конкретного проходческого комбайна является критически важным шагом в планировании работ по проекту или какому-либо из его этапов. При этом номенклатура машин, выпускаемых различными производителями в настоящее время, необычайно велика, что делает нецелесообразным тщательный анализ каждой модели комбайна с точки зрения его адекватности требуемым для успешной реализации проекта параметрам. Таким образом, возникает необходимость в достаточно простой и быстро проводимой предварительной оценке машин уже на предпроектной стадии. Методика. В качестве основной модели для определения теоретической производительности разрушения горного массива была использована методика Колорадского горного университета, которая основана на многочисленных лабораторных испытаниях и прошла широкую апробацию на практике. Для отечественных специалистов, привыкших к использованию в своей деятельности прочностных показателей горных пород, отличающихся от повсеместно (в том числе в России) принятых величин σсж и σр представлены зависимости, позволяющие производить перерасчет значений одних показателей к значениям других показателей. Результаты. Вычисление эффективности использования проходческих комбайнов для каждого геологического участка с однородными породами может занять неоправданно много времени. В связи с чем возникает необходимость в простом, интегральном для всей выработки или горного предприятия, прочностном показателе, который может быть интерпретирован через общепринятые величины – предел прочности на сжатие σсж и предел прочности на растяжение σр. Также важным параметром в технико-экономическом обосновании эффективности проходческих комбайнов является трещиноватость горных пород. Научная новизна. В качестве простейшего интегрального показателя прочности пород по всей выработке использовался показатель эквивалентной прочности горных пород. Этот параметр определяется на основе показателя интегральной оценки сложности горнопроходческих работ, основанной на суммировании предела прочности на сжатие σсж и трещиноватости горных пород по всей выработке или даже горному предприятию. Практическая значимость. Полученные результаты могут служить в качестве предварительного научно обоснованного способа отбора техники для конкретного проекта в горнодобывающей отрасли или подземном строительстве по критерию производительности. Ее основным достоинством является простота и понятность. Однако стоит отметить, что рассмотренную методику не следует применять на этапе окончательного технико-экономического обоснования проекта, тем более в отрыве от других производственных факторов (совместимость с прочим оборудованием, наличие персонала с необходимой для эксплуатации и обслуживания выбираемой машины квалификацией и т.д.).We wish to confirm that there has been no significant financial support for this work that could have influenced its outcome

Effect of Light Fermions on the Confinement Transition in QCD-like Theories

Dependence of the confinement transition parameters on the fermion content provides information on the mechanism of confinement. Recent progress in lattice gauge theories has allowed to study it for light flavor number $N_f\sim O(10)$ and found this transition to shift toward significantly stronger coupling. We propose an explanation for that: light fermions can occupy the chromo-magnetic monopoles, via zero modes, making them "distinguishable" and unsuitable for Bose-Einstein Condensation. Such dilution of unoccuplied monopoles is compensated by stronger coupling that makes them lighter and more numerous. We also suggest that flavor-carrying quark-monopole objects account for the density beyond quark Fermi sphere seen in cold dense phase of $N_c=2$ lattice QCD.Comment: 4 pages, 1 figure; few references added; close to the final published versio

Magnetic strings in Lattice QCD as Nonabelian Vortices

Lattice studies indicate existence of magnetic strings in QCD vacuum. We argue that recently found nonabelian strings with rich worldsheet dynamics provide a proper pattern for the strings observed on the lattice. In particular, within this pattern we explain the localization of the monopole-antimonopole pairs on the magnetic string worldsheet and the negative contribution of the magnetic strings into the vacuum energy and gluon condensate. We suggest the D2 brane realization of the magnetic string which explains the temperature dependence of its tension.Comment: 17 pages, 1 figur

The role of monopoles in a Gluon Plasma

We study the role of magnetic monopoles at high enough temperature $T>2T_c$, when they can be considered heavy, rare objects embedded into matter consisting mostly of the usual "electric" quasiparticles, quarks and gluons. We review available lattice results on monopoles at finite temperatures. Then we proceed to classical and quantum charge-monopole scattering, solving the problem of gluon-monopole scattering for the first time. We find that, while this process hardly influences thermodynamic quantities, it does produce a large transport cross section, significantly exceeding that for pQCD gluon-gluon scattering up to quite high $T$. Thus, in spite of their relatively small density at high $T$, monopoles are extremely important for QGP transport properties, keeping viscosity small enough for hydrodynamics to work at LHC.Comment: 60 pages, 15 Figure

Flux of Primordial Monopoles

We discuss how in supersymmetric models with D and F-flat directions, a primordial monopole flux of order 10^{-16} - 10^{-18} cm^{-2} sec^{-1} sr^{-1} can coexist with the observed baryon asymmetry. A modified Affleck-Dine scenario yields the desired asymmetry if the monopoles are superheavy (~ 10^{13}-10^{18} GeV). For lighter monopoles with masses ~ 10^{9}-10^{12} GeV, the baryon asymmetry can arise via TeV scale leptogenesis.Comment: 17 pages, 4 figures, revtex

The Geometric Phase in Supersymmetric Quantum Mechanics

We explore the geometric phase in N=(2,2) supersymmetric quantum mechanics. The Witten index ensures the existence of degenerate ground states, resulting in a non-Abelian Berry connection. We exhibit a non-renormalization theorem which prohibits the connection from receiving perturbative corrections. However, we show that it does receive corrections from BPS instantons. We compute the one-instanton contribution to the Berry connection for the massive CP^1 sigma-model as the potential is varied. This system has two ground states and the associated Berry connection is the smooth SU(2) 't Hooft-Polyakov monopole.Comment: 28 pages, 2 figures, references added. v2: clarification of possible corrections to Abelian Berry phase. v3: footnotes added to point the reader towards later development

2D Induced Gravity as an Effective WZNW System

We introduced a dynamical system given by a difference of two simple SL(2,R) WZNW actions in 2D, and defined the related gauge theory in a consistent way. It is shown that gauge symmetry can be fixed in such a way that, after integrating out some dynamical variables in the functional integral, one obtains the induced gravity action.Comment: LaTeX, 16 page

A note on Burgers' turbulence

In this note the Polyakov equation [Phys. Rev. E {\bf 52} (1995) 6183] for the velocity-difference PDF, with the exciting force correlation function $\kappa (y)\sim1-y^{\alpha}$ is analyzed. Several solvable cases are considered, which are in a good agreement with available numerical results. Then it is shown how the method developed by A. Polyakov can be applied to turbulence with short-scale-correlated forces, a situation considered in models of self-organized criticality.Comment: 11 pages, Late