Robustness of Device Independent Dimension Witnesses

Device independent dimension witnesses provide a lower bound on the dimensionality of classical and quantum systems in a "black box" scenario where only correlations between preparations, measurements and outcomes are considered. We address the problem of the robustness of dimension witnesses, namely that to witness the dimension of a system or to discriminate between its quantum or classical nature, even in the presence of loss. We consider the case when shared randomness is allowed between preparations and measurements and we provide a threshold in the detection efficiency such that dimension witnessing can still be performed.Comment: 8 pages, 5 figures, published versio

Multi-neuronal refractory period adapts centrally generated behaviour to reward

Oscillating neuronal circuits, known as central pattern generators (CPGs), are responsible for generating rhythmic behaviours such as walking, breathing and chewing. The CPG model alone however does not account for the ability of animals to adapt their future behaviour to changes in the sensory environment that signal reward. Here, using multi-electrode array (MEA) recording in an established experimental model of centrally generated rhythmic behaviour we show that the feeding CPG of Lymnaea stagnalis is itself associated with another, and hitherto unidentified, oscillating neuronal population. This extra-CPG oscillator is characterised by high population-wide activity alternating with population-wide quiescence. During the quiescent periods the CPG is refractory to activation by food-associated stimuli. Furthermore, the duration of the refractory period predicts the timing of the next activation of the CPG, which may be minutes into the future. Rewarding food stimuli and dopamine accelerate the frequency of the extra-CPG oscillator and reduce the duration of its quiescent periods. These findings indicate that dopamine adapts future feeding behaviour to the availability of food by significantly reducing the refractory period of the brain's feeding circuitry

Energy level statistics of electrons in a 2D quasicrystal

A numerical study is made of the spectra of a tight-binding hamiltonian on square approximants of the quasiperiodic octagonal tiling. Tilings may be pure or random, with different degrees of phason disorder considered. The level statistics for the randomized tilings follow the predictions of random matrix theory, while for the perfect tilings a new type of level statistics is found. In this case, the first-, second- level spacing distributions are well described by lognormal laws with power law tails for large spacing. In addition, level spacing properties being related to properties of the density of states, the latter quantity is studied and the multifractal character of the spectral measure is exhibited.Comment: 9 pages including references and figure captions, 6 figures available upon request, LATEX, report-number els

Self-similarity under inflation and level statistics: a study in two dimensions

Energy level spacing statistics are discussed for a two dimensional quasiperiodic tiling. The property of self-similarity under inflation is used to write a recursion relation for the level spacing distributions defined on square approximants to the perfect quasiperiodic structure. New distribution functions are defined and determined by a combination of numerical and analytical calculations.Comment: Latex, 13 pages including 6 EPS figures, paper submitted to PR

Geometria e modellazione di un sistema di retro-scorrimenti attivosulla base di dati di geofisica marina ad alta risoluzione:la Dorsale di Amendolara (Golfo di Taranto).

Nuovi dati sismici ad alta (Sparker) ed altissima (Subbottm Chirp) risoluzione, acquisiti durante la Campagna Oceanografica “Teatioca_2010”, integrati da dati sismici multicanale ad alta penetrazione, pubblici disponibili sul sito www.videpi.com, calibrati con pozzi profondi, batimetrici multifascio e carotaggi, rivelano che la dorsale di Amendolara, estensione sottomarina della zona frontale del sistema a thrust dell’Appennino meridionale, è stata controllata nel Quaternario da un sistema di retro-scorrimenti e faglie transpressive (ATFS) che dislocano verso SW la catena mio-pliocenica NE-vergente. Il pacco di sequenze deposizionali attribuito, sulla base della facies sismica e della presenza di discordanze controllate dalle oscillazioni glacio-eustatiche, al Pleistocene medio-superiore risulta piegato in maniera consistente con le strutture desumibili dai profili multicanale. I dati morfometrici e sismici documentano che la dorsale, orientata NW-SE, è formata da 3 banchi lunghi ~10-20 km, cresciuti sopra rampe di sovrascorrimenti ciechi (~2 km) disposti en-echelon a formare un sistema segmentato. Sono stati individuati e modellati i segmenti di Amendolara a NW e Cariati a SE, collegati da una più piccola rampa laterale (segmento di Rossano). La modellazione numerica calibrata sui dati batimetrici e sismici indica che le rampe hanno inclinazione di ~45° e sono radicate a ~10 km di profondità a possibili scollamenti o strutture maggiori. I tassi di scorrimento negli ultimi 4-500 ka, calcolati per i segmenti sulla base degli strati di crescita nei bacini sin tettonici variano da 0.5-0-9 mm/a per il segmento di Amendolara a 0.35-0.5 mm/a per quello di Cariati. L’ATFS coincide con una fascia di moderata sismicità (Mw<4.7) con meccanismi focali inversi o transpressivi. L’orientazione degli assi di strain incrementale (sismico) e finito (geologico, come documentano i dati a terra) suggerisce per i segmenti dell’ATFS un movimento da inverso a obliquo sinistro. In base alla dimensione dei segmenti di faglia, nell’ipotesi di deformazione puramente elastica, si stima una magnitudo potenziale massima per l’ATFS di M~6.1-6.4, ma è verosimile che buona parte della deformazione sia asismica o microsismica. L’epicentro macrosismico del terremoto del 1988 (Mw=4.9) ricade su un tratto del segmento di Cariati che mostra rotture a fondo mare e possibile risalita di fluidi localizzata lungo strutture attive. La crescita dell’ATFS è stata verosimilmente controllata da un interfaccia meccanica tra la spessa crosta apula e la crosta ionica assottigliata o in parte oceanica, quando in tempi recenti la convergenza Adria-Europa ha prevalso sull’arretramento della cerniera della subduzione ionica

Studio morfometrico e statistico degli eventi di frananel settore marino orientale del Golfo di Taranto.

La campagna oceanografica “Teatioca” è il frutto della collaborazione fra l’Istituto per l’Ambiente Marino Costiero (IAMC) di Napoli, l’Università Federico II di Napoli, l’Università di Palermo e Trieste e l’INGV di Roma. Durante tale campagna, effettuata a bordo della N/O Urania del CNR nel 2011, sono stati acquisiti dati batimetrici multibeam ad alta risoluzione ed una fitta maglia di dati sismici ad alta (Sparker) ed altissima (Chirp) risoluzione nell’area ionica del Golfo di Taranto. L’analisi integrata del Modello Digitale del Terreno (10m, 5m e 2m) generato dai dati multibeam con i nuovi dati sismo-stratigrafici ha consentito di analizzare in dettaglio l’instabilità dei versanti. Una serie di computazioni standard sul DTM (aspect, pendenza, gradienti e curvatura del profilo) hanno fornito una prima valutazione della diversa esposizione dei versanti della dorsale di Capo Spulico e della dorsale di Amendolara, i due alti strutturali presenti nell’area di studio. Tale area è stata successivamente suddivisa in 9 diversi settori, ognuno dei quali rappresenta un areale morfologico (versante o bacino), allo scopo di caratterizzare il potenziale di franosità di ogni singola area e di evidenziare eventuali correlazioni fra le diverse aree. Oltre 400 evidenze di eventi di frana nell’area in esame sono stati cartografate, classificate e interpretate, fino ad ottenere carte tematiche utili all’interpretazione della franosità dei versanti su larga scala (carte della pendenza media per ogni evento, della pendenza massima e minima, gradiente medio, etc.). Sulla base dei dati acquisiti e delle computazioni effettuate sul DTM si è evidenziato che la pendenza non è il parametro principale in termini di meccanismo di innesco degli eventi di frana. Questa considerazione risulta anche dall’esame morfologico dei versanti meridionali della dorsale di Capo Spulico e del Banco di Cariati [Santoro et al., 2012], che sono caratterizzati dai maggiori valori di pendenza nel DTM e dalla scarsità di processi gravitazionali. I maggiori eventi di frana sono quasi totalmente localizzati sulle pendici nord-est delle dorsali ridge. Tale distribuzione è principalmente legata alla giacitura dei sedimenti (a franapoggio verso SO). Un’eccezione è rappresentata dal settore meridionale del Banco di Amendolara, dove sporadici eventi di scorrimento rotazionale sono probabilmente legati all’attività tettonica della faglia di Amendolara. L’utilizzo di un approccio statistico multivariato implementato in “R” conferma, infine, la concentrazione degli eventi sui versanti controllati da evoluzione morfologica rispetto ai versanti controllati dalla tettonica. Bibilografia Santoro, E., Ferranti, L., Passaro, S., Burrato, P., Morelli, D., (2012). Morphometric analysis in the offshore of the southern Taranto Gulf: unveiling the structures controlling the Late Pleistocene-Holocene bathymetric evolution. Rend. On. .Soc. Geol. It., 21 (2), 1132-1135

Bioengineering of Humanized Bone Marrow Microenvironments in Mouse and Their Visualization by Live Imaging

Human hematopoietic stem cells (HSCs) reside in the bone marrow (BM) niche, an intricate, multifactorial network of components producing cytokines, growth factors, and extracellular matrix. The ability of HSCs to remain quiescent, self-renew or differentiate, and acquire mutations and become malignant depends upon the complex interactions they establish with different stromal components. To observe the crosstalk between human HSCs and the human BM niche in physiological and pathological conditions, we designed a protocol to ectopically model and image a humanized BM niche in immunodeficient mice. We show that the use of different cellular components allows for the formation of humanized structures and the opportunity to sustain long-term human hematopoietic engraftment. Using two-photon microscopy, we can live-image these structures in situ at the single-cell resolution, providing a powerful new tool for the functional characterization of the human BM microenvironment and its role in regulating normal and malignant hematopoiesis

Caratteristiche sismostratigrafiche di strutture sedimentarie diagnostiche dicorrenti di fondo nell\u2019off-shore del Golfo di Taranto.

L\u2019analisi integrata di dati multibeam e sismici ad altissima risoluzione (Chirp Sub-Bottom), acquisiti in un settore del Golfo di Taranto (Mare Ionio), ha permesso di identificare e classificare strutture sedimentarie diagnostiche di correnti di fondo (conturiti), formatesi nel tardo Quaternario. La classificazione proposta \ue8 basata sia su criteri sismo-stratigrafici che sulla comparazione con strutture analoge documentate da precedenti autori nei bacini oceanici [Faugeres et al., 1999 con rif.]. Nell\u2019area in esame sono stati identificati quattro settori (Alto dell\u2019Amendolara, Bacino di Corigliano, Bacino dell\u2019Amendolara ed Alto di Rossano-Cariati) caratterizzati da morfologia, pendenza e profondit\ue0 differente. Le strutture conturitiche sono state riconosciute prevalentemente nei settori NW e SE dell\u2019alto dell\u2019Amendolara, ad una profondit\ue0 compresa tra 130 m e 400 m e le geometrie interne ed esterne mostrano caratteristiche deposizionali ed erosive. Sono state classificate come sheeted drift le strutture sviluppate subparallelamente al profilo batimetrico, infill drift ed elongated drift le strutture caratterizzate da fosse ben sviluppate ed elementi erosivi quali fosse ed abraded surface. Sono stati osservati inoltre osservati sediment waves nel settore SW dell\u2019alto strutturale. Dall\u2019analisi integrata dei nuovi dati con quelli disponibili in letteratura \ue8 possibile ipotizzare che i fattori che hanno maggiormente influenzato tipologia, distribuzione areale e batimetrica dei depositi conturitici e degli elementi erosivi sono: a) morfologia del fondo marino; b) caratteristiche dei sedimenti (es. tessitura); c) variazione della velocit\ue0 della \u201cLevantine Intermediate Water come conseguenza delle d) variazioni eustatiche. Sono stati inoltre applicati in cascata i modelli bidimensionali CMS- Wave [Lin et al, 2006] per la propagazione dello spettro d\u2019onda, e CMS- Flow [Buttolph et al, 2006] per la circolazione interna, prendendo in considerazione i dati meteo marini forniti dall\u2019ECMWF nel punto di coordinate 39,5\ub0N, 17\ub0E, in modo da valutare le condizioni idrodinamiche in prossimit\ue0 del paraggio in esame. L\u2019integrazione dei dati indicati geologici/geofisici e dei risultati del codice di calcolo numerico ha permesso di ipotizzare un modello di circolazione della corrente \u201cLevantine Intermediate Water\u201d e valutare l\u2019influenza delle morfostrutture sulla circolazione delle acque profonde durante l\u2019ultima fase di abbassamento e stazionamento basso del livello del mare. Bibliografia Buttolph, A.,D., Reed, C.W., Kraus N., Wamsley, T.V., Ono, N., Larson, M.,Camenen, B., Hanson, H. Zundel, A.K., (2006). Two-Dimensional Depth-Averaged Circulation Model CMS-M2D: Version 3.0, Report 2, Sediment Transport and Morphology Change. ERDC/CHL TR-06-9 Vicksburg, MS: U.S. Army Engineer Research and Development Center. Lin, L., H. Mase, F. Yamada, and Z. Demirbilek. (2006). Wave-action balance equation diffraction (WABED) model: Tests of wave diffraction and reflection at inlets. Coastal and Hydraulics Engineering Technical Note ERDC/CHL CHETN-III-73. Vicksburg, MS: U.S. Army Engineer Research and Development Center. Faug\ue8res, J.C., Stow, D.A.V., Imbert, P., Viana, A.R. (1999). Seismic feature diagnostic of contourite drifts. Marine Geology 162, pp. 1-38

Morfologia e morfometria del settore ionico del Golfo di Taranto.

Il versante Ionico del Golfo di Taranto \ue8 caratterizzato dalla presenza di alti strutturali e bacini che rappresentano l\u2019espressione morfologica di sistemi di faglie pleistoceniche transpressive. La dorsale di Amendolara si estende per 45 Km in direzione N130\ub0E, ed \ue8 caratterizzato dalla presenza di tre alti batimetrici minori (denominati Amendolara, Rossano e Cariati). Verso NE, la dorsale di Capo Spulico si estende per 40 Km in direzione !N115\ub0E. Durante la Campagna Oceanografica \u201cTeatioca\u201d sono stati acquisiti 1100Km2 di dati batimetrici multibeam e profili sismici monocanale ad alta (Sparker) ed altissima risoluzione (Subbottom Chirp). L\u2019analisi integrata dei nuovi dati ha consentito di ottenere una sintesi morfostrutturale preliminare dell\u2019area sud-orientale del Golfo di Taranto [Santoro et al., 2012]. L\u2019insieme dei dati morfometrici evidenzia un ruolo chiave nell\u2019attivit\ue0 traspressiva della faglia che borda a SW la dorsale di Amendolara, in quanto la regolarit\ue0 dei pendii rivolti a S \ue8 legata alla deformazione e sollevamento dei versanti, che tende a superare l\u2019effetto dei processi erosivi (versanti a controllo morfostrutturale). Il processo di basculamento guidato dall\u2019azione della faglia sembra essere all\u2019originedei processi responsabili dell\u2019erosione gravitazionale canalizzata sui pendii esposti a nord (versanti a controllo morfosedimentario). Sette ordini di terrazzi sono stati riconosciuti sul top del Banco di Amendolara, attraverso tecniche di analisi dei picchi nel diagramma di distribuzione delle quote [Passaro et al., 2011]. Tale dato e le statistiche sui profili estratti dal DTM testimoniano la presenza di tassi differenziali di sollevamento ed un complessivo tilt (verso E) del settore frontale ionico dell\u2019Appennino Meridionale, in accordo con quanto suggerito in letteratura [Ferranti et al., 2009]. Bibliografia Ferranti, L., Santoro, E., Mazzella, M.E., Monaco, C., Morelli, D., (2009). Active transpression in the northern Calabria Apennines, southern Italy. Tectonophysics, 476 (1-2), 226-251. Passaro, S., Ferranti, L., de Alteriis, G., (2011). The use of high resolution elevation histograms for mapping submerged terraces: a test from the Eastern Tyrrhenian Sea and the Eastern Atlantic Ocean. Quat. Int., 232, 1-2, 238-249. Santoro, E., Ferranti, L., Passaro, S., Burrato, P., Morelli, D., (2012). Morphometric analysis in the offshore of the southern Taranto Gulf: unveiling the structures controlling the Late Pleistocene-Holocene bathymetric evolution. Rend. On. Soc. Geol. It., 21 (2), 1132-1135

An active oblique-contractional belt at the transition between the Southern Apennines and Calabrian Arc: The Amendolara Ridge, Ionian Sea, Italy

High-resolution, single-channel seismic and multibeam bathymetry data collected at the Amendolara Ridge, a key submarine area marking the junction between the Apennine collision belt and the Calabrian subduction forearc, reveal active deformation in a supposedly stable crustal sector. New data, integrated with existing multichannel seismic profiles calibrated with oil-exploratory wells, show that middle to late Pleistocene sediments are deformed in growth folds above blind oblique-reverse faults that bound a regional pop-up. Data analysis indicates that ~10 to 20 km long banks that top the ~80 km long, NW-SE trending ridge are structural culminations above en echelon fault segments. Numeric modeling of bathymetry and stratigraphic markers suggests that three 45\ub0 dipping upper crustal (2\u201310km) fault segments underlie the ridge, with slip rates up to ~0.5mm/yr. Segments may be capable with M~ 6.1\u20136.3 earthquakes, although an unknown fraction of aseismic slip undoubtedly contributes to deformation. The fault array that bounds the southern flank of the ridge (Amendolara Fault System) parallels a belt of Mw<4.7 strike-slip and thrust earthquakes, which suggest current left-oblique reverse motion on the array. The eastern segment of the array shows apparent morphologic evidence of deformation and might be responsible for Mw 64 5.2 historic events. Late Pliocene-Quaternary growth of the oblique contractional belt is related to the combined effects of stalling of Adriatic slab retreat underneath the Apennines and subduction retreat of the Ionian slab underneath Calabria. Deformation localization was controlled by an inherited mechanical interface between the thick Apulian (Adriatic) platform crust and the attenuated Ionian Basin crust