Phonon-assisted excitation transfer in quantum dot molecules

We derive a quantum-kinetic description of phonon-assisted F{\"o}rster transfer between two coupled quantum dots (a quantum dot molecule). We show that the exciton state decays to the ground state of the QDM via a combination of the Rabi rotation and exponential decay. For moderately spaced dots this process takes place on a picosecond time scale.Comment: To be presented at the school Jaszowiec 200

Anomalous Hall conductivity of clean Sr2RuO4 at finite temperatures

Building on previous work, we calculate the temperature- and frequency-dependent {\it anomalous} Hall conductivity for the putative multiband chiral superconductor \Sr using a simple microscopic two-orbital model without impurities. A Hall effect arises in this system without the application of an external magnetic field due to the time-reversal-symmetry breaking chiral superconducting state. The anomalous Hall conductivity is nonzero only when there is more than one superconducting order parameter, involving inter- as well as intra-band Cooper pairing. We find that such a multiband superconducting state gives rise to a distinctive resonance in the frequency-dependence of the Hall conductivity at a frequency close to the inter-orbital hopping energy scale that describes hopping between Ru $d_{xz}$ and $d_{yz}$ orbitals. The detection of this feature, robust to temperature and impurity effects in the superconducting phase, would thus constitute compelling evidence in favour of a multiband origin of superconductivity in \Sr, with strong superconductivity on the $\alpha$ and $\beta$ bands. The temperature dependence of the Hall conductivity and Kerr rotation angle are studied within this model at the one-loop approximation.Comment: 14 pages, 8 figures. Invited submission, proceedings of M2S 2012. Published versio

Light Sheet Tomography (LST) for <i>in situ</i> imaging of plant roots

The production of crops capable of efficient nutrient use is essential for addressing the problem of global food security. The ability of a plant's root system to interact with the soil micro-environment determines how effectively it can extract water and nutrients. In order to assess this ability and develop the fast and cost effective phenotyping techniques which are needed to establish efficient root systems, in situ imaging in soil is required. To date this has not been possible due to the high density of scatterers and absorbers in soil or because other growth substrates do not sufficiently model the heterogeneity of a soil's microenvironment. We present here a new form of light sheet imaging with novel transparent soil containing refractive index matched particles. This imaging method does not rely on fluorescence, but relies solely on scattering from root material. We term this form of imaging Light Sheet Tomography (LST). We have tested LST on a range of materials and plant roots in transparent soil and gel. Due to the low density of root structures, i.e. relatively large spaces between adjacent roots, long-term monitoring of lettuce root development in situ with subsequent quantitative analysis was achieved

Strong electron correlations in the normal state of FeSe0.42Te0.58

We investigate the normal state of the '11' iron-based superconductor FeSe0.42Te0.58 by angle resolved photoemission. Our data reveal a highly renormalized quasiparticle dispersion characteristic of a strongly correlated metal. We find sheet dependent effective carrier masses between ~ 3 - 16 m_e corresponding to a mass enhancement over band structure values of m*/m_band ~ 6 - 20. This is nearly an order of magnitude higher than the renormalization reported previously for iron-arsenide superconductors of the '1111' and '122' families but fully consistent with the bulk specific heat.Comment: 5 pages, 4 figures, to appear in Phys. Rev. Let

Fidelity of Optically Controlled Single- and Two-Qubit Operations on Coulomb-Coupled Quantum Dots

We investigate the effect of the Coulomb interaction on the applicability of quantum gates on a system of two Coulomb-coupled quantum dots. We calculate the fidelity for a single- and a two-qubit gate and the creation of Bell states in the system. The influence of radiative damping is also studied. We find that the application of quantum gates based on the Coulomb interaction leads to significant input state-dependent errors which strongly depend on the Coulomb coupling strength. By optimizing the Coulomb matrix elements via the material and the external field parameters, error rates in the range of $10^{-3}$ can be reached. Radiative dephasing is a more serious problem and typically leads to larger errors on the order of $10^{-2}$ for the considered gates. In the specific case of the generation of a maximally entangled Bell state, error rates in the range of $10^{-3}$ can be achieved even in the presence of radiative dephasing.Comment: 8 pages, 10 figures; final versio

Identifying spin-triplet pairing in spin-orbit coupled multi-band superconductors

We investigate the combined effect of Hund's and spin-orbit (SO) coupling on superconductivity in multi-orbital systems. Hund's interaction leads to orbital-singlet spin-triplet superconductivity, where the Cooper pair wave function is antisymmetric under the exchange of two orbitals. We identify three d-vectors describing even-parity orbital-singlet spin-triplet pairings among t2g-orbitals, and find that the three d-vectors are mutually orthogonal to each other. SO coupling further assists pair formation, pins the orientation of the d-vector triad, and induces spin-singlet pairings with a relative phase difference of \pi/2. In the band basis the pseudospin d-vectors are aligned along the z-axis and correspond to momentum-dependent inter- and intra-band pairings. We discuss quasiparticle dispersion, magnetic response, collective modes, and experimental consequences in light of the superconductor Sr2RuO4.Comment: 6 pages, 5 figure

Measurement of junctional tension in epithelial cells at the onset of primitive streak formation in the chick embryo via non-destructive optical manipulation

Directional cell intercalations of epithelial cells during gastrulation has in several organisms been shown to be associated with a planar cell polarity in the organisation of the actin-myosin cytoskeleton and is postulated to reflect directional tension that drives oriented cell intercalations. We have characterised and applied a recently introduced non-destructive optical manipulation technique to measure the tension in individual epithelial cell junctions of cells in various locations and orientations in the epiblast of chick embryos in the early stages of primitive streak formation. Junctional tension of mesendoderm precursors in the epiblast is higher in junctions oriented in the direction of intercalation than in junctions oriented perpendicular to the direction of intercalation and higher than in junctions of other cells in the epiblast. The kinetic data are fitted best with a simple visco-elastic Maxwell model and we find that junctional tension and to a lesser extent viscoelastic relaxation time are dependent on myosin activity

Dense active matter model of motion patterns in confluent cell monolayers

Epithelial cell monolayers show remarkable displacement and velocity correlations over distances of ten or more cell sizes that are reminiscent of supercooled liquids and active nematics. We show that many observed features can be described within the framework of dense active matter, and argue that persistent uncoordinated cell motility coupled to the collective elastic modes of the cell sheet is sufficient to produce swirl-like correlations. We obtain this result using both continuum active linear elasticity and a normal modes formalism, and validate analytical predictions with numerical simulations of two agent-based cell models, soft elastic particles and the self-propelled Voronoi model together with in-vitro experiments of confluent corneal epithelial cell sheets. Simulations and normal mode analysis perfectly match when tissue-level reorganisation occurs on times longer than the persistence time of cell motility. Our analytical model quantitatively matches measured velocity correlation functions over more than a decade with a single fitting parameter.Comment: updated version accepted for publication in Nat. Com

Hermeneutyczny wymiar "późnej" filozofii Ludwiga Wittgensteina

Praca składa się zasadniczo z dwóch części: hermeneutycznej i „Wittgensteinowskiej”. W części pierwszej przedstawiam podstawowe pojęcia filozofii hermeneutycznej, wywodząc je z poszczególnych stanowisk filozoficznych. Prezentacja tych pojęć wymagała przedstawienia pewnych elementów stanowisk hermeneutycznych i kontekstu historycznego, dlatego też część ta jest stosunkowo obszerna i można ją potraktować jako rozwinięcie paradygmatu filozofii hermeneutycznej, który został z kolei przedstawiony we „Wprowadzeniu”. W rozdziale pierwszym części pierwszej rozpatruję pojęcie rozumienia, które jest kluczowym i najważniejszym pojęciem dla całej tradycji hermeneutycznej. Nabiera ono szczególnego charakteru w filozofii Heideggera, stając się kategorią ontologiczną i - choć on sam nie rozwinął właściwej filozofii hermeneutycznej - jako takie wywiera znaczący wpływ na ten kierunek filozoficzny. Dlatego też w rozdziale tym znajdujemy dość szczegółowe omówienie tego pojęcia zarówno u wspomnianego Heideggera, ale też u jego następców: Gadamera i Ricoeura. Wyróżnione zostają tu podstawowe rysy „rozumienia” takie jak: dziejowość, prymat względem interpretacji, podkreślenie apriorycznego charakteru rozumienia poprzez związek tego pojęcia zarówno z ideą transcendentalizmu, jak i z Gadamerowskim pojęciem przesądu. Wiele do zrozumienia „rozumienia” wnosi także porównanie go z fenomenem gry, które to pojęcie - jak zobaczymy - okaże się elementem wspólnym i dla Gadamera, i dla Wittgensteina. Kolejny, drugi rozdział, traktuje o nadrzędnej roli języka w hermeneutyce. Nie będzie przesadą stwierdzenie, że filozofia hermeneutyczna jest tak samo filozofią rozumienia jak i filozofią języka właśnie. Podstawowym zagadnieniem, które zostaje tu omówione jest z jednej strony krytyka pozytywistycznego i naukowego podejścia do języka, które z perspektywy hermeneutycznej jest ograniczone, z drugiej, pokreślenie związku języka z życiem i kontekstem społecznym. Okazuje się, że język to nie tylko odseparowany od życia system znaków, ponieważ realizuje się on przede wszystkim jako mowa i dyskurs. W szczególności spełnia funkcję warunków możliwości poznania. Z fenomenem języka wiąże się też swoista metoda hermeneutycznego filozofowania, jest nią bowiem opis świata pojętego niejako przedmiot, lecz jako tekst. Filozofia hermeneutyczna nie jest również wolna od problemu podmiotu, co ukazuje rozdział trzeci. Jak wiadomo, jest to zagadnienie stale obecne w tradycji filozoficznej, zwłaszcza nowożytnej, jednak następcy Heideggera i on sam rozstrzygają kwestię podmiotu bardzo krytycznie. W szczególności zostaje podważone Kartezjańskie pojęcie podmiotu, jako ego cogito, podstawy wszelkiego poznania i odizolowanej od świata monady. U Heideggera człowiek staje się bytem pierwotnie powiązanym z tym, co go otacza, wtórnie dopiero stając się podmiotem. Gadamer natomiast widzi człowieka nie jako odizolowaną od świata jednostkę, lecz jako integralną część tradycji, jako jej uczestnika a perspektywę realizacji podmiotowości widzi w sferze praxis. W ostatnim podrozdziale rozpoznajemy, że filozofia hermeneutyczna jest także demistyfikująca. Ricoeur proponuje proces demistyfikacji Kartezjańskiego ego cogito po to, aby na tej drodze interpretacji dojść do - można powiedzieć - podmiotowości autentycznej, niezakłamanej. Rozdział czwarty, zamykający tę cześć pracy, przedstawia filozofię hermeneutyczną jako działalność swoiście terapeutyczną. Ma to oznaczać zerwanie tej filozofii w pewnym paradygmatem, zgodnie z którym filozofia formułuje prawdziwe twierdzenia o rzeczywistości, odkrywa prawa przyrody lub sprowadza się do metodologii nauk. Jest ona raczej działalnością, której celem jest wniesienie oświecenia do naszego życia, samopoznanie a także, sensie negatywnym, wydobycie się z iluzji, w których tkwimy na skutek błędnego podejścia do kwestii poznania. Część „Wittgensteinowska” pracy jest, w odróżnieniu od części pierwszej, bardziej analityczna niż opisowa. Analizuję w niej podstawowe pojęcia „późnej” filozofii austriackiego filozofa. Sformułowanie „późna filozofia Wittgensteina” dotyczy poglądów Wittgensteina, które zaczęły się kształtować od roku 1929, przy czym lata od 1929 do 1933 to tzw. okres przejściowy, w którym zaczął on na nowo analizować niektóre pojęcia Traktatu dostrzegając jednocześnie potrzebę ich przeformułowania. W okresie tym, ogólnie mówiąc, wątki wczesnej filozofii przeplatają się z tymi, które w pełni zaistnieją dopiero w pismach z roku 1933, kiedy to Wittgenstein podyktował swoim studentom tzw. Niebieski zeszyt, tekst oferujący już pojęcia charakterystyczne dla jego „późnej” filozofii. Dlatego też w niniejszej pracy sformułowania: „późna filozofia Wittgensteina” i „późne teksty Wittgensteina” odnoszą się do tekstów napisanych przez samego Wittgensteina lub podyktowane przez niego, począwszy od roku 1929. „Późna” filozofia Wittgensteina, podobnie jak ta „wczesna”, z okresu Traktatu, to filozofia języka i nie sposób analizować jej podstawowych pojęć bez uwzględnienia właśnie językowości. Dlatego też, inaczej niż w części pierwszej, część drugą zaczynam od rozdziału o języku. Dla Wittgensteina wszelkie problemy filozoficzne były problemami natury językowej i tak właśnie były przez niego rozpatrywane. W rozdziale tym wskazuję na to, że austriacki filozof, podobnie jak przedstawiciele filozofii hermeneutycznej, w swej „późnej” filozofii rozpatruje język w ścisłym powiązaniu z życiem potocznym, na co wskazuje analiza takich pojęć jak: gry językowe, formy życia, przegląd (Ubersicht), a jednocześnie podważa, krytykowane także przez hermeneutów, empirystyczne i pozytywistyczne podejście do języka. Wittgenstein, podobnie jak hermeneuci, opiera swe dociekania nie na analizie czy wyjaśnianiu, lecz na opisie zjawisk i faktów językowych. Nie formułuje twierdzeń, lecz ogranicza się do zestawiania ze sobą różnych gier językowych, pokazując, w jaki sposób powstają filozoficzne problemy. Filozofia przestaje być kwestią odkrywania, lecz staje się działalnością opisującą, a poszukiwanie prawdy zastaje zastąpione poszukiwaniem sensu. I dla Wittgensteina, i dla hermeneutów problemy filozofii to problemy pojęciowe. Kolejnym rozdział poświęcony jest kwestii rozumienia, która dla Wittgensteina była niezwykle istotna i której poświęcił wiele swoich uwag. Przede wszystkim analizie zostaje poddana kwestia, czy rozumienie jest tylko jedną z wielu gier językowych. Okazuje się, że, jest to fenomen o bardziej ogólnym charakterze. Nie jest zjawiskiem czysto psychologicznym, ma raczej charakter potencjalny niż aktualny, ściśle związany z naszą praktyką życia. Rozumienie jest na tyle podstawowe i uniwersalne, że leży u podłoża wszelkiego naszego doświadczenia. Pojęcie to jest związane z innym, bardzo istotnym dla autora Dociekań pojęciem, czyli z formami życia, będącymi kresem wszelkich uzasadnień. Istotnym wnioskiem, jaki wysuwam w tym rozdziale jest to, że pojęciu rozumienia przypisuje Wittgenstein bardzo podobne cechy, jakimi odznacza się to pojęcie u Heideggera i Gadamera: ma charakter bardziej pierwotny niż podmiotowość, jest dziejowe, związane z językiem a także z działaniem w sferze życia potocznego. Podrozdział: Rozumienie a interpretacja wskazuje natomiast, że nie tylko u Heideggera i Gadamera, lecz również w Dociekaniach rozumienie jest bardzie fundamentalne względem interpretacji. Dowodzi tego analiza fragmentów zawierających zagadnienia: „postępowania zgodnego z regułą” oraz „widzenia jako”. Trzeci rozdział tej części pracy ukazuje problem podmiotu, który w efekcie we wszystkich analizowanych tu koncepcjach okazuje się być krytyką Kartezjańskiego pojęcia podmiotu. Wittgenstein podważa ideę cogito jako zamkniętej monady, dowodząc, że podmiot jest tylko konstruktem językowym, tzn. nie czymś, co jest źródłem sensu i języka, lecz czymś, co jest rezultatem użycia języka. Ukazuje to analiza takich zwrotów, jak: ból, doznania, bodziec. Nie inaczej jest z pojęciem ja. Dowodem na niemożliwość pojęciowego określenia ja jest krytyka introspekcji, którą Wittgenstein przeprowadza, wskazując - znowu zgodnie z duchem hermeneutyki - że źródłem informacji o nas samych i o naszej tożsamości są inni oraz intersubiektywna przestrzeń języka. Podkreślam także zbieżność wniosków płynących z Wittgensteinowskich dociekań z Ricoeurowską koncepcją „Sobości”, której sednem jest to, że ostatecznym określeniem tożsamości osoby jest praktyka życia, narracja życia. Ostatni rozdział poświęcony jest aspektowi terapeutycznemu filozofii Wittgensteina; aspektowi często podkreślanemu przez znawców tej filozofii. Wynika on z samej idei filozofii Dociekań, jako działalności demistyfikującej oraz wykazującej pozorność większości pytań tradycyjnej metafizyki. Filozofia zatem jest możliwa tylko jako przegląd gramatyki języka a jej celem nie jest odkrywanie i rozwiązywanie problemów, lecz ukazanie, że same problemy są pozorne. Cel filozoficznej terapii, jaką proponuje Wittgenstein, to przemiana nas samych, zmiana nastawienia filozofującego podmiotu. W tej części pracy podkreślam także fakt, że taka terapia nie dotyczy jedynie akademickiej filozofii, ale całego naszego myślenia, którego podłożem są przecież utrwalone w naszej kulturowej pamięci pojęcia, wyobrażenia i sposoby przedstawiania rzeczywistości. Wittgenstein dowodzi w ten sposób, podobnie jak Gadamer, że problemy filozofii są zakorzenione w naszym języku potocznym, w utrwalonych historycznie pojęciach. Rozdział ten kończy się refleksją, iż omawiane w tej pracy koncepcje, choć zaczynają od języka i poświęcają mu wiele miejsca, zmierzają ostatecznie do wniosków właśnie terapeutycznych i etycznych. Celem jest wszak przemiana człowieka i wydobycie go z iluzji, z sytuacji niejasności. Na koniec pragnę podkreślić, że praca ta nie ma dowieść, iż Wittgenstein był w rzeczywistości filozofem hermeneutycznym. Z pewnością filozof ten znał pojęcie filozofii hermeneutycznej i fakt, że nigdzie do tego pojęcia nie nawiązuje, nie jest przypadkiem lub jakimś z jego strony niedopatrzeniem. Należy raczej na poniższą pracę spojrzeć, jak na Wittgensteinowski „szkic plenerowy”, swoistą plątaninę uliczek i dróg, które - choć w różny sposób - często prowadzą do tych samych miejsc