Spin superradiance versus atomic superradiance

A comparative analysis is given of spin superradiance and atomic superradiance. Their similarities and distinctions are emphasized. It is shown that, despite a close analogy, these phenomena are fundamentally different. In atomic systems, superradiance is a self-organized process, in which both the initial cause, being spontaneous emission, as well as the collectivizing mechanism of their interactions through the common radiation field, are of the same physical nature. Contrary to this, in actual spin systems with dipole interactions, the latter are the major reason for spin motion. Electromagnetic spin interactions through radiation are negligible and can never produce collective effects. The possibility of realizing superradiance in molecular magnets by coupling them to a resonant circuit is discussed.Comment: Latex file, 12 pages, no figure

Comparison of dynamic of autonomic control indices in cardiovascular system under the treatment by ACE inhibitor (Enalapril) and beta-blocker (Metoprolol) in patients with hypertension

The objective of the present research was to compare the influence of Enalapril and Metoprolol on synchronization of 0.1 Hz-regulation of heart and blood microcirculation. 42 patients aged 49±9 years old with hypertension I, II were included in the study. 0.1 Hz-oscillations in heart rate variability (HRV) and blood microcirculation were registered during the passive orthostatic sign while breathing spontaneously. The duration of each test was 10 minutes. Synchronization was estimated as a phase difference between 0.1 Hz-rhythms in heart rate and in filling of blood microcirculation. Quantitative measures of synchronization were also estimated. In addition frequency values of HRV spectrum in LF- and HF-ranges were assessed. Enalapril and Metoprolol had comparable effect on blood pressure reduction. Treatment with both Enalapril and Metoprolol in patients with significant vegetative dysfunction resulted in repair of functional interaction between 0.1 Hz-regulation of heart and blood microcirculation. Enalapril was preferred in hypertensive patients with prevalence of disorders of vegetative regulation of blood microcirculation. Metoprolol influenced positively on 0,1 Hz-rhythm synchronization in patients with predominance of heart vegetative regulation dysfunction and in patients with sympathicotonia. In patients with hypertension and initially normal level of synchronization of 0.1 Hz-mechanisms treatment with Enalapril or Metoprolol caused functional dissociation. Differentiated approach to the choice of hypertensive therapy should consider individual peculiarities of system vegetative dysfunction. The level of synchronization of 0.1 Hz-rhythms in cardiovascular system should especially be evaluated initially and during the treatmen

Subcarrier wave continuous-variable quantum key distribution with Gaussian modulation: composable security analysis

In this paper, we continue the study of the quantum cryptographic GG02 protocol, performed using the approach based on the subcarrier waves. We modify the scheme via heterodyne detection and perform security analysis for the full trusted hardware noise model in the presence of collective attacks with finite-key effects. It is shown that the system can potentially distribute the key even if the level of losses in the channel is above 9 dB. This result is consistent with the general technical level and comply with modern standards of practical CV-QKD systems. Finally, the system under consideration fully meets the criterion of composability.The work was done by Leading Research Center "National Center for Quantum Internet" of ITMO University by order of JSCo Russian Railways

Acceleration and focusing of electron bunches by wakefields in plasma produced in neutral gas by a nonresonant sequence of bunches

It is experimentally investigated the possibility of accelerating and focusing of relativistic electron bunches by wakefields excited by their sequence in plasma, produced during its passage through the neutral gas, caused by the displacement of bunches into corresponding phases of excited field in the presence of mismatch between the bunch repetition frequency and plasma frequency. The mismatch is achieved by changing the pressure of the neutral gas at a fixed beam current density. Energy loss of some bunches and energy gain of others in the presence of other mismatch are estimated from the energy spectrum obtained from the imprints on the glass plate of bunches deflected with the transverse magnetic field. Focusing/defocusing of electron bunches is demonstrated by the change of the transverse sizes of imprints of nondeflected bunches and corresponding temporal modulation of the axial current density of the beam measured by Faraday cup of small cross-sectionЭкспериментально исследована возможность ускорения и фокусировки релятивистских электронных сгустков кильватерными полями, возбуждаемыми их последовательностью в плазме, создаваемой при ее прохождении через нейтральный газ и обусловленной смещением сгустков в соответствующие фазы возбуждаемого поля при наличии расстройки между частотой следования сгустков и плазменной частотой. Расстройка достигалась изменением давления нейтрального газа при неизменной плотности тока пучка. Потери энергии одних сгустков и ускорение других при наличии расстройки оценивались по энергетическому спектру, полученному из отпечатков на стеклянной пластине сгустков, отклоненных поперечным магнитным полем. Фокусировка/дефокусировка электронных сгустков демонстрируется изменением поперечных размеров отпечатков неотклоненных сгустков и соответствующей временной модуляцией осевой плотности тока пучка, измеренной цилиндром Фарадея малого сечения.Експериментально досліджена можливість прискорювання і фокусування релятивістських електронних згустків кільватерними полями, збуджуваними їх послідовністю у плазмі, створюваної при її проходженні через нейтральний газ і обумовленої зміщенням згустків у відповідні фази збуджуваного поля при наявності розстройки між частотою слідування згустків і плазмовою частотою. Розстройка досягалась зміною тиску нейтрального газу при постійній щільності струму пучка. Втрати енергії одних згустків і прискорення інших при наявності розстройки оцінювались з енергетичного спектру, отриманому з відбитків на скляній пластині згустків, відхилених поперечним магнітним полем. Фокусування/дефокусування електронних згустків демонструється зміною поперечних розмірів відбитків невідхилених згустків і відповідною часовою модуляцією осьової щільності струму пучка, виміряної циліндром Фарадея малого перетину

Wakefield excitation in plasma resonator by a sequence of relativistic electron bunches

Wakefield excitation in a plasma resonator by a sequence of relativistic electron bunches with the purpose to increase excited field amplitude in comparison to waveguide case is experimentally investigated. A sequence of short electron bunches is produced by the linear resonant accelerator. Plasma resonator is formed at the beam-plasma discharge in rectangular metal waveguide filled with gas and closed by metal foil at entrance and movable short-circuited plunger at exit. Measurements of wakefield amplitude are performed showing considerably higher wakefield amplitude for resonator case.Експериментально досліджується збудження кільватерних полів послідовністю релятивістських електронних згустків у плазмовому резонаторі з метою збільшення амплітуди збудженого поля порівняно з хвилевідним випадком. Послідовність коротких електронних згустків генерується лінійним резонансним прискорювачем. Плазмовий резонатор формується при пучково-плазмовому розряді в прямокутному металевому хвилеводі, заповненим газом та закритим металевою фольгою на вході й рухомим короткозамкненим плунжером на виході. Виконані виміри амплітуди кільватерного поля, які показують значно більші амплітуди для резонаторного випадку.Экспериментально исследуется возбуждение кильватерных полей последовательностью релятивистских электронных сгустков в плазменном резонаторе с целью увеличения амплитуды возбужденного поля по сравнению с волноводным случаем. Последовательность коротких электронных сгустков генерируется линейным резонансным ускорителем. Плазменный резонатор формируется при пучково-плазменном разряде в прямоугольном металлическом волноводе, заполненном газом и закрытым металлической фольгой на входе и подвижным короткозамкнутым плунжером на выходе. Выполнены измерения амплитуды кильватерного поля, показывающие значительно большие амплитуды для резонаторного случая

Experiments on resonator concept of plasma wakefield accelerator driven by a train of relativistic electron bunches

The experimental installation was elaborated to increase plasma wakefield amplitude by means of using plasma resonator that allows all bunches of the train to participate in wakefield build-up contrary to waveguide case, in which due to group velocity effect only a part of the bunches participates. Experiments on plasma producing with resonant density, at which a coincidence of the plasma frequency and bunch repetition frequency is provided, are carried out. The first results of the measurements of beam energy loss on plasma wakefield excitation and energy gain by accelerated electrons are presented.Розроблена експериментальна установка для збільшення амплітуди кільватерного поля при використанні плазмового резонатора, який дозволяє усім згусткам послідовності приймати участь у збільшенні амплітуди кільватерного поля, у відмінність від хвилеводного випадку, для якого через ефект групової швидкості у цьому приймає участь тільки частина згустків. Виконані експерименти по отриманню плазми з густиною, яка забезпечує співпадання плазмової частоти и частоти проходження згустків. Представлені перші результати вимірювань втрат енергії пучка на збудження кільватерних полів у плазмі та здобутої енергії прискореними електронами.Разработана экспериментальная установка для увеличения амплитуды кильватерного поля при использовании плазменного резонатора, который позволяет всем сгусткам последовательности участвовать в увеличении амплитуды кильватерного поля, в отличие от волноводного случая, для которого из-за эффекта групповой скорости в этом участвует только часть сгустков. Выполнены эксперименты по получению плазмы с плотностью, обеспечивающей совпадение плазменной частоты и частоты следования сгустков. Представлены первые результаты измерений потерь энергии пучка на возбуждение кильватерных полей в плазме и приобретаемой энергии ускоряемыми электронами

Acceleration of electrons at wakefield excitation by a sequence of relativistic electron bunches in dielectric resonator

Method is proposed to divide a regular sequence of electron bunches into parts of bunches driving wakefield and witness bunches, which should be accelerated. It allows to avoid the necessity of additional electron accelerator for witness bunches producing and the necessity of precision short time techniques of injection phase adjusting. The idea concludes to the frequency detuning between bunches repetition frequency and the frequency of the fundamental mode of excited wakefield. Experiments were carried out on the linear resonant accelerator "Almaz-2", which injected in the dielectric resonator a sequence of 6000 short bunches of relativistic electrons with energy 4.5МeV, charge 0.16 nC and duration 60psec each, the repetition interval 360 ps. Frequency detuning was entered by change of frequency of the master generator of the klystron within the limits of one percent so that the phase taper on the length of bunches sequence achieved 2π. Energy spectra of electrons of bunches sequence, which have been propagated through the dielectric resonator are measured and analyzed.Запропоновано метод поділення регулярної послідовності електронних згустків на згустки, що збуджують кільватерне поле і згустки-свідки, які повинні прискорюватися. Це дозволяє уникнути необхідності в додатковому прискорювачі для отримання згустків-свідків і прецизійної короткоімпульсної техніки для вибору фази інжекції. Ідея зводиться до введення розладу між частотою проходження згустків і частотою основної моди кільватерного поля, що збуджується. Експерименти проводились на лінійному резонансному прискорювачі «Алмаз-2», який інжектував в діелектричний резонатор послідовність 6000 коротких згустків релятивістських електронів з енергією 4.5 МеВ, зарядом 0.16 нКл і тривалістю кожного 60 пс, інтервал повторення 360 пс. Розлад частоти вводився змінюванням частоти задавальног генератора клістрона в межах одного процента, так що набіг фази на довжині послідовності згустків сягав 2π. Вимірювались і аналізувались енергетичні спектри електронів послідовності згустків, що пройшли через діелектричний резонатор.Предложен метод разделения регулярной последовательности электронных сгустков на сгустки, возбуждающие кильватерное поле, и сгустки-свидетели, которые должны ускоряться. Это позволяет избежать необходимости в дополнительном ускорителе для получения сгустков-свидетелей и прецизионной коротко- импульсной техники для выбора фазы инжекции. Идея сводится к введению расстройки между частотой следования сгустков и частотой основной моды возбуждаемого кильватерного поля. Эксперименты проводились на линейном резонансном ускорителе «Алмаз-2», который инжектировал в диэлектрический резонатор последовательность 6000 коротких сгустков релятивистских электронов с энергией 4.5МэВ, зарядом 0.16 нКл и длительностью каждого 60 пс, время повторения 360 пс. Расстройка частоты вводилась изменением частоты задающего генератора клистрона в пределах одного процента, так что набег фазы на длине последовательности сгустков достигал 2π. Измерялись и анализировались энергетические спектры электронов последовательности сгустков, прошедших через диэлектрический резонатор

The net current increase at moves sequence of relativistic electron bunches in plasma with decreasing density

The results of experimental studies of increasing the net current (sum of the beam current and the plasma current) during propagation of the sequence of 6000 relativistic electron bunches with a charge 0.32 nQ and duration 60 ps for each in a plasma with decreasing density are presented. A plasma with decreasing density in the initially neutral gas (air) is formed by the electron bunches due to the angular divergence of electrons in bunches. The maximum increase of the net current is observed in the pressure range of 10…100 Torr. It was found that during propagation of electron bunches in the open atmosphere also is observed increase of the net current which depends on the distance from the exit of the accelerator.Представлены результаты экспериментальных исследований увеличения полного тока (сумма тока пучка и плазменного тока) при распространении последовательности из 6000 релятивистских электронных сгустков с зарядом 0,32 нК и длительностью 60 пс каждого в плазме со спадающей плотностью. Спадающая плотность плазмы в первоначально нейтральном газе (воздухе) формируется самими электронными сгустками за счет углового расхождения электронов в сгустках. Максимальное увеличение полного тока наблюдается в диапазоне давлений 10…100 Торр. Обнаружено, что при распространении последовательности электронных сгустков в атмосфере также наблюдается увеличение полного тока пучка, зависящее от расстояния до выхода из ускорителя.Представлені результати експериментальних досліджень збільшення повного струму (сума струму пучка і плазмового струму) при поширенні послідовності з 6000 релятивістських електронних згустків із зарядом кожного 0,32 нК і тривалістю 60 пс кожного в плазмі зі спадаючою щільністю. Спадаюча щільність плазми в початково нейтральному газі (повітрі) формується самими електронними згустками за рахунок кутової розбіжності електронів у згустках. Максимальне збільшення повного струму спостерігається в діапазоні тиску 10…100 Торp. Виявлено, що при поширенні послідовності електронних згустків в атмосфері також спостерігається збільшення повного струму пучка, величина якого залежить від відстані до виходу з прискорювача

To the mechanism of modulated REB current increase during its propagation through plasma

The mechanism of full current increase is investigated in this paper. This current arises at transporting of the short relativistic electron bunches in the plasma, formed by them at gas of large pressure. This phenomenon is determined by the electric field, arising at motion of the relativistic electron bunches, having an angular divergence, in the plasma

Conoscopic patterns in photonic band gap of cholesteric liquid crystal cells with twist defects

We theoretically investigate into the effects of the incidence angles in light transmission of cholesteric liquid crystal two-layer sandwich structures with twist defects created by rotation of the one layer about the helical axis.The conoscopic images and polarization resolved patterns are obtained for thick layers by computing the intensity and the polarization parameters as a function of the incidence angles.In addition to the defect angle induced rotation of the pictures as a whole, the rings of defect mode resonances are found to shrink to the origin and disappear as the defect twist angle varies from zero to its limiting value and beyond.Comment: revtex4, 7 pages, 4 figure