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Viscoelastic–viscoplastic model with ductile damage accounting for tension–compression asymmetry and hydrostatic pressure effect for polyamide 66
No full textInternational audienceThis paper proposes a model for predicting the complex inelastic mechanical response of polyamide 66. Polyamide 66 is a semi-crystalline pressure-sensitive polymer that exhibits asymmetric yielding behavior, in which the yield strength is slightly higher in compression. With this in mind, an I 1 -J 2 yield function considering the asymmetric behavior and the hydrostatic pressure effect is presented and integrated into a phenomenological viscoelastic–viscoplastic model accounting for ductile damage. The corresponding thermodynamic framework and constitutive laws are discussed. Then, an experimental approach is presented to identify the model parameters through mechanical tests with different loading paths to capture the active mechanisms. The experimental findings obtained from uni-axial and multi-axial (tension-torsion) mechanical tests and the numerical model are used in an optimization algorithm to identify the model parameters. A parametric analysis is performed to study the effect of the asymmetric behavior on the state variables under different loading conditions using the identified parameters. The present model responses are in good agreement with the experimental data, and the combination of the experimental and numerical results demonstrates and statesthe asymmetric behavior of polyamide at relative humidity (RH) of 50%, which is captured by the suggested model. It is also worth pointing out that the parametric study conducted on a notched plate using finite element simulations showcases the structural computation capabilities of the proposed model
Exploring the usability and creativity enhancement of augmented reality in additive manufacturing-based product design
No full textInternational audienceAugmented Reality (AR), a technology that overlays digital content onto the physical environment, holdspromise for enhancing creativity and usability in product design education. However, despite the advantages ofAdditive Manufacturing (AM) in enabling complex and customizable designs, designers often struggle to grasp itsabstract principles. Grounded in theories of immersive learning and multimodal visualization, this study in-vestigates whether integrating AR visualization can facilitate better understanding and stimulate creativity in AMeducation. A controlled experiment was conducted with 34 master’s students in product design, randomlyassigned to either an AR-based learning group or a traditional card-based learning group. Participants engagedwith AM principles through either an interactive AR application featuring manipulable 3D cube models or staticinformation cards. Usability perceptions and creativity of design outputs were assessed respectively throughstructured questionnaires and expert evaluations by five domain specialists. Mann–Whitney U tests, appropriatefor non-normally distributed data, revealed that the AR group reported significantly higher usability ratings andproduced more original design outcomes compared to the card-based group. These findings demonstrate that AR-based educational tools can directly improve the usability and creative engagement of students in learning AMprinciples. This study contributes to advancing the understanding of how immersive technologies can beeffectively integrated into design education to foster both practical skills and innovative thinking
Grain refinement by laser-generated ultrasound for the Powder Bed Fusion-Laser Beam Process.
No full textInternational audienceAdditive manufacturing (AM) offers unprecedented design flexibility, but faces challenges in achieving customized material properties and localized microstructure control. This study investigates the use of acoustic excitation for grain refinement in the Powder Bed Fusion with Laser Beam (PBF-LB) process, inspired by casting and directed energy deposition (DED) techniques. We propose a novel approach that exploits laser-induced elastic waves, in which temporal laser power modulation acts as a monochromatic sound wave source for the melt pool. Experiments on 316L stainless steel reveal significant grain refinement across a broad spectrum of modulation frequencies. Thermal and mechanical hypotheses that could explain grain refinement are investigated through combined instrumentation and numerical simulation. Melt pool hydrodynamics were analyzed using in situ laser interferometry to probe normal displacement. A bead-on-plate multiphysics finite element modeling is under development to provide higher-resolution insights into the acoustic fields influence on melt pool hydrodynamics and solidification conditions. These results demonstrate the potential of ultrasound for microstructural refinement and provide new perspectives on acoustic-field-driven solidification in AM
Modélisation semi-analytique des pertes cuivres d'une inductance planar
No full textInternational audienc
Etude expérimentale d’un système contra-rotatif éolien à basse vitesse spécifique
No full textThis thesis focuses on the wake structure and the performance of dual-rotor coupled operation in high-solidity micro-wind turbines. It aims to investigate an efficient mechanism for harvesting residual rotational energy contained in the wake. Under low tip-speed ratio conditions (), a significant portion of the rotational kinetic energy remains unconverted in the wake. To address this, a systematic experimental study was designed and carried out, including single-rotor performance tests, flow field measurements, and a comparative analysis of the performance and wake structure of dual-rotor systems under different rotational directions (co-rotating / counter-rotating) and axial spacings.The experiments were conducted in an PANDTLS type wind tunnel at the LIFSE laboratory, using a stereoscopic particle image velocimetry (SPIV) system to measure axial and tangential velocity fields, as well as turbulence intensity. The rotors were designed using a blade cascade (grille d’aube) method, with the application of a vortex distribution law to control tangential velocity profiles. Tests were first conducted on a single rotor operating at a design tip-speed ratio of , with wake characteristics evaluated up to 15 rotor radii. A comparative study was then performed for other design tip-speed ratios. In parallel, upwind and downwind installation configurations were investigated. For the dual-rotor system, co-rotating and counter-rotating configurations were tested at three typical axial spacings (, 6, 12). In addition, the influence of adjusting the blade installation angle of the downstream rotor was studied in the near-wake region ().The results show that counter-rotating configurations improve overall system performance. In the far wake region (), the power coefficient increased by up to 17% compared to the single rotor case. In the near wake, this gain reached up to 24% when the downstream rotor’s installation angle was optimized to match the velocity triangle of the upstream rotor. Based on these results, a rear rotor design strategy is proposed, incorporating feedback from the tangential velocity structure in the wake.This study provides a new theoretical basis and experimental validation for harvesting residual energy in the wake of high-solidity wind turbines operating at low Reynolds numbers. It is of significant interest for optimizing micro-wind systems in decentralized urban energy applications.Cette thèse se concentre sur la structure du sillage et les performances des systèmes à double rotor pour micro-éoliennes à haut serrage. Elle vise à explorer un mécanisme de récupération efficace de l'énergie résiduelle présente dans le sillage en rotation. Dans des conditions de fonctionnement à faible vitesse spécifique (), une part importante de l’énergie cinétique rotationnelle reste non convertie dans le sillage des micro-éoliennes. Une étude expérimentale a donc été conçue et réalisée, incluant des essais de performance en rotor seul, des mesures de champ d’écoulement, ainsi qu’une analyse comparative des performances et de la structure du sillage de systèmes à double rotor selon différents sens de rotation (corotation / contrarotation) et espacements axiaux.L’expérimentation a été conduite dans une soufflerie de type Pandtl du laboratoire LIFSE avec un système SPIV (vélocimétrie par images de particules stéréoscopique) permettant de mesurer les champs de vitesses axiale, tangentielle, ainsi que l’intensité de turbulence. Les rotors ont été conçus selon la méthode de la grille d’aube, avec application de la loi du tourbillon pour maîtriser la distribution des vitesses tangentielles. Les essais ont d’abord porté sur un rotor unique fonctionnant à la vitesse spécifique , avec caractérisation du sillage jusqu’à 15 rayons de rotor. Une analyse comparative a ensuite été menée pour différents rapports de vitesse spécifique. Par ailleurs, les configurations avec le rotor face au vent et sous le vent ont été comparées. Pour le système à deux rotors, des configurations corotative et contrarotative ont été testées à des distances interrotor typiques (3, 6 et 12 fois de rayon). En complément, l’effet de l’optimisation de l’angle géométrique des pales du rotor arrière a été étudié dans la région du sillage proche ().Les résultats montrent que la configuration contrarotative permet d’améliorer les performances globales du système. Dans la région de sillage lointain (distance inter-rotors fois de rayon), le coefficient de puissance peut être augmenté jusqu’à 17~% par rapport à la configuration de rotor seul. Dans la région proche, ce gain peut atteindre 24~% par l’ajustement de l’angle d’installation du rotor arrière, de manière à correspondre au triangle de vitesse généré par le rotor amont. À partir de ces résultats, une stratégie de conception du rotor arrière est proposée, basée sur un retour d’information des vitesses rotationnelles du sillage.Cette étude fournit une base théorique nouvelle ainsi que des données expérimentales pour l’exploitation de l’énergie résiduelle dans le sillage des éoliennes à haute solidité fonctionnant à faible nombre de Reynolds. Elle présente un intérêt majeur pour l’optimisation des micro-systèmes éoliens dans les applications urbaines d’énergie décentralisée
Neural network-based metamodel for scaffolding behavior: Application for structural load analysis and safety enhancement
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Early chatter detection through real-time supervision and time-domain simulation-based indicators
No full textInternational audienceChatter undermines surface quality, tool life, and productivity, and most available indicators react only after vibration is fully developed. We introduce a real-time monitoring framework for turning that runs short time-domain simulations, extracts a single energy-trend indicator from the tool’s phase-space spiral area, and triggers threshold-based decisions. The indicator crosses its zero threshold several spindle revolutions before visible amplitude growth, enabling proactive speed or depth adjustments and extending machine life. Validation with reconstructed a literature case confirms the indicator’s robustness and its ability to track the stability-lobe boundary from one kinematic signal
Questioning the Experimental Protocol in Two Nobel Prizes
No full textInternational audienceFor discussions in the scientific community, we question the Post-Selection protocols (also known as p-hacking) in works that received the Nobel Prize in Physics 2024 and the Nobel Prize in Chemistry 2024, as well as the current flood of Post-Selection in Artificial Intelligence (AI) and machine learning within many other disciplines of science and engineering. We hypothesize that the Post-Selection protocol has three mistakes: (a) missing a test, (b) hiding bad-looking data, and (c) exaggerating prediction accuracy. Nobel Prizes must not escape the well-known scientific laws: (1) Different initial guesses in nonlinear problems lead to different local minima. (2) Papers about nonlinear problems must explain how the authors avoided local minima. Evidence: None of the questioned papers discuss (1) and (2). Therefore, they are not scientifically ethical. However, the future of AI and machine learning seems to be bright
源于颤动时空相对论中曲率动力学的确定性核结构、裂变与聚变: 一种无概率隧穿、无壳层闭合、无配对拟合的统一描述
No full textKonventionelle Kernmodelle — von flüssigkeitstropfenbasierten Parametrisierungen über Schalenmodelle bis hin zu Dichtefunktionaltheorien — beschreiben viele globale Trends der Bindung und des Zerfalls, bleiben jedoch probabilistisch und stark parameterabhängig. Sie liefern keine erstprinzipielle Erklärung für anhaltende Anomalien wie die tiefe Unterdrückung der Fusion unterhalb der Barriere, die ungerade-gerade-Staggering-Struktur der Spaltungserträge oder die lange Halbwertszeit von ¹⁴C.Diese Arbeit erweitert die Trembling Spacetime Relativity Theory (TSRT) in den nuklearen Bereich als deterministisches geometrisches Rahmenwerk für Struktur, Stabilität und Transformation der Kerne. In TSRT ist jeder Kern ein lokalisierter Eigenmodus vibrierender Krümmung, dessen Stabilität aus einer anhaltenden Unterdrückung der intrinsischen Raumzeitkrümmung resultiert. Zerfall ist eine kausale Relaxation dieser Unterdrückung und wird als Krümmungsreorganisation modelliert, nicht als stochastischer Übergang. Bindung, Spaltung, Fusion und Zerfall entstehen somit aus derselben geometrischen Dynamik.Mit einer einzigen globalen Normierung, einmalig anhand von ⁶⁰Co festgelegt, reproduziert TSRT experimentelle Halbwertszeiten für β-Zerfall, α-Zerfall und spontane Spaltung über mehr als zwanzig Größenordnungen mit einer mittleren logarithmischen Abweichung unter einer Millionstel. Weder Schalenschließungen, Paarungskorrekturen, empirische Präformationsfaktoren noch kernspezifische Feinjustierungen werden benötigt. Die ¹⁴C-Anomalie ergibt sich unmittelbar aus seiner geometrischen β-Pfad-Krümmung, ohne anpassbare Hindernisfaktoren.Alle Q-Werte, Barriereaktionen und Emissionsraten folgen deterministisch aus der Raumzeitmetrik und ihrer Krümmungsenergie; zudem liefert TSRT einen kausalen Mechanismus der Masse–Energie-Umwandlung als Krümmungsumverteilung. TSRT reproduziert ebenfalls das Auftreten der Neutronen-magischen Zahlen als geometrische Minima der Krümmungs-Steifigkeits-Karte und stimmt damit mit der konventionellen magischen Sequenz überein — ohne quantentheoretische Postulate.Die starke Unterdrückung der Fusion im tiefen Unterbarriereregime entsteht aus einer geometrischen Reduktion der Überlappung vibrierender Modi; das ungerade-gerade-Staggering der Spaltungserträge geht auf phasenverriegelte Nackeneigenmoden beim Scission-Punkt zurück; und Elektronenscreening-Verschiebungen spiegeln eine Renormalisierung der elektromagnetischen Nahfeldkrümmung wider. Diese Effekte sind konsistent mit der vibrierenden Raumzeitgeometrie, die auch der Atomstruktur, der Photonenausstrahlung und der gravitativen Rotverschiebung zugrunde liegt.Quantitativ reproduziert TSRT absolute Halbwertszeiten vom Millisekundenbereich bis zu etwa zehn Quintillionen Jahren mit einer mittleren logarithmischen Abweichung unter einer Millionstel — unter Verwendung von nur drei globalen Konstanten, die einmal pro Modus festgelegt werden. Diese Genauigkeit übertrifft konventionelle mikroskopische und empirische Modelle — mit typischen Abweichungen zwischen einem Zehntel und einem Hundertstel — um etwa vier Größenordnungen und zeigt, dass der radioaktive Zerfall ein deterministisches geometrisches Phänomen ist, kein stochastischer Prozess.Alle physikalischen Größen werden in absoluten SI- und nuklearen Einheiten angegeben; die TSRT-Kalibrationskonstanten sind an fundamentale Krümmungs- und Lebensdaueranker gebunden und enthalten keine empirischen Skalierungen. TSRT reproduziert außerdem die absolute Spaltungsenergetik und ergibt eine Gesamtfreisetzung von 170,0 MeV für thermische-Neutronen-induzierte ²³⁵U(n,f)-Spaltung — ohne observable-spezifische Anpassungen.Indem TSRT Kernbindung, Zerfall, Reaktionszeitskalen und die Masse–Energie-Umwandlung aus einem einzigen geometrischen Prinzip herleitet, etabliert die Theorie eine einheitliche, vorhersagende und reproduzierbare Beschreibung der nuklearen Stabilität und Transformation. Sie verbindet mikroskopische Kernstruktur mit makroskopischer relativistischer Konsistenz und zeigt, dass Masse–Energie-Bilanz und Zerfallskinetik natürliche Manifestationen der Krümmungsumverteilung in einer vibrierenden Raumzeit sind.Conventional nuclear models, from liquid-drop parametrizations to shell and density-functional theories, describe many global trends in binding and decay but remain probabilistic and heavily parameterized. They do not explain, from first principles, persistent anomalies such as deep sub-barrier fusion hindrance, odd-even staggering in fission yields, or the long half-life of 14C. This work extends Trembling Spacetime Relativity Theory (TSRT) into the nuclear domain as a deterministic geometric framework for structure, stability, and transformation. In TSRT, each nucleus is a localized trembling-curvature eigenmode whose stability results from sustained suppression of intrinsic spacetime curvature. Decay is a causal relaxation of this suppression and is modeled as curvature reconfiguration rather than a stochastic transition. Binding, fission, fusion, and decay thus emerge from the same geometric dynamics. Using a single global normalization fixed once on 60Co, the TSRT formulation reproduces experimental half-lives across beta decay, alpha decay, and spontaneous fission over more than twenty orders of magnitude, with a mean logarithmic deviation below one part in a million. No shell closures, pairing corrections, empirical preformation factors, or per-nucleus tuning are invoked. The 14C anomaly follows from its geometric beta-path curvature without adjustable hindrance. All Q-values, barrier actions, and emission rates follow deterministically from the spacetime metric and its curvature energy, and TSRT provides a causal mechanism for mass–energy conversion as curvature redistribution. TSRT also reproduces the emergence of neutron magic numbers as geometric minima of the curvature–stiffness map, matching the conventional magic sequence without quantum postulates. Deep sub-barrier fusion hindrance arises from geometric suppression of trembling-mode overlap; odd-even staggering in fission yields originates from phase-locked neck eigenmodes at scission; and electron-screening shifts reflect renormalization of near-field electromagnetic curvature. These effects are consistent with the trembling-spacetime geometry that also underlies atomic structure, photon emission, and gravitational redshift. Quantitatively, TSRT reproduces absolute nuclear half-lives from milliseconds up to about ten quintillion years, with mean logarithmic deviation below one millionth, using only three global constants fixed once per mode. This accuracy surpasses conventional microscopic and empirical models—which typically yield mean logarithmic deviations between one tenth and one hundredth—by roughly ten thousand times, showing that nuclear decay is a deterministic geometric phenomenon rather than a stochastic process. All physical quantities are expressed in absolute SI and nuclear units, with TSRT calibration constants tied to fundamental curvature and lifetime anchors without empirical scaling. TSRT also reproduces absolute fission energetics, yielding a total energy release of 170.0 MeV for thermal-neutron-induced U-235 (n,f) without any per-observable tuning. By deriving nuclear binding, decay, reaction timescales, and mass–energy conversion from a single geometric principle, TSRT establishes a unified, predictive, and reproducible description of nuclear stability and transformation. It bridges microscopic nuclear structure with macroscopic relativistic consistency, showing that mass–energy balance and decay kinetics are natural manifestations of curvature redistribution in trembling spacetime.Los modelos nucleares convencionales —desde las parametrizaciones de gota líquida hasta los modelos de capas y las teorías funcionales de la densidad— describen muchas tendencias globales del enlace y del decaimiento, pero siguen siendo probabilísticos y fuertemente parametrizados. No explican, desde primeros principios, anomalías persistentes como la inhibición de fusión profunda bajo barrera, el staggering par–impar en los rendimientos de fisión o la larga vida media del ¹⁴C.Este trabajo extiende la Trembling Spacetime Relativity Theory (TSRT) al dominio nuclear como un marco geométrico determinista para la estructura, la estabilidad y la transformación. En TSRT, cada núcleo es un modo propio localizado de curvatura temblorosa cuya estabilidad resulta de una supresión sostenida de la curvatura intrínseca del espaciotiempo. El decaimiento es una relajación causal de esta supresión y se modela como una reconfiguración de la curvatura, no como una transición estocástica. Así, el enlace, la fisión, la fusión y el decaimiento emergen de la misma dinámica geométrica.Usando una única normalización global fijada una sola vez en ⁶⁰Co, el formalismo TSRT reproduce las vidas medias experimentales en decaimientos β, α y fisión espontánea a lo largo de más de veinte órdenes de magnitud, con una desviación logarítmica media inferior a una parte por millón. No se introducen cierres de capas, correcciones de emparejamiento, factores empíricos de preformación ni ajustes específicos por núcleo. La anomalía del ¹⁴C surge directamente de su curvatura geométrica a lo largo del camino β, sin necesidad de factores de inhibición ajustables.Todos los valores Q, las acciones de barrera y las tasas de emisión siguen de manera determinista a partir de la métrica del espaciotiempo y su energía de curvatura; además, TSRT proporciona un mecanismo causal para la conversión masa–energía como redistribución de curvatura. TSRT también reproduce la aparición de los números mágicos de neutrones como mínimos geométricos del mapa curvatura–rigidez, concordantes con la secuencia mágica convencional —sin postulados cuánticos.La inhibición de la fusión profunda bajo barrera surge de la supresión geométrica de la superposición de modos temblorosos; el staggering par–impar en los rendimientos de fisión se origina en modos propios del cuello bloqueados en fase en el punto de escisión; y los desplazamientos debidos al apantallamiento electrónico reflejan una renormalización de la curvatura electromagnética de campo cercano. Estos efectos son coherentes con la geometría del espaciotiempo tembloroso que también fundamenta la estructura atómica, la emisión de fotones y el corrimiento gravitacional al rojo.Cuantitativamente, TSRT reproduce vidas medias nucleares absolutas desde milisegundos hasta alrededor de diez quintillones de años, con una desviación logarítmica media inferior a una millonésima, usando solo tres constantes globales fijadas una vez por modo. Esta precisión supera a los modelos microscópicos y empíricos convencionales —que típicamente muestran desviaciones logarítmicas entre una décima y una centésima— en aproximadamente cuatro órdenes de magnitud, mostrando que el decaimiento nuclear es un fenómeno geométrico determinista y no un proceso estocástico.Todas las magnitudes físicas se expresan en unidades absolutas SI y nucleares, con constantes de calibración TSRT ancladas a referencias fundamentales de curvatura y de tiempos de vida sin escalados empíricos. TSRT también reproduce la energética absoluta de la fisión, obteniendo una liberación total de 170,0 MeV para ²³⁵U(n,f) inducida por neutrones térmicos, sin ajustes por observable.Al derivar el enlace nuclear, el decaimiento, las escalas temporales de las reacciones y la conversión masa–energía a partir de un único principio geométrico, TSRT establece una descripción unificada, predictiva y reproducible de la estabilidad y la transformación nucleares. Conecta la estructura nuclear microscópica con la consistencia relativista macroscópica, mostrando que el balance masa–energía y la cinética del decaimiento son manifestaciones naturales de la redistribución de la curvatura en un espaciotiempo tembloroso.Les modèles nucléaires conventionnels — des paramétrisations de type goutte liquide aux théories de couches et fonctionnelles de densité — décrivent de nombreuses tendances globales de liaison et de désintégration, mais demeurent probabilistes et fortement paramétrés. Ils n’expliquent pas, de manière première, des anomalies persistantes telles que le freinage de la fusion en régime sous-barrière, l’oscillation pair-impair des rendements de fission, ou encore la longue demi-vie du ¹⁴C.Ce travail étend la Théorie de la Relativité de l’Espace-Temps Vibrant (TSRT) au domaine nucléaire, en tant que cadre géométrique déterministe pour la structure, la stabilité et les transformations nucléaires. Dans TSRT, chaque noyau est un auto-mode localisé de courbure vibrante, dont la stabilité résulte d’une suppression soutenue de la courbure intrinsèque de l’espace-temps. La désintégration est une relaxation causale de cette suppression et se modélise comme une reconfiguration de la courbure plutôt qu’une transition stochastique. Ainsi, la liaison, la fission, la fusion et la désintégration émergent de la même dynamique géométrique.À l’aide d’une unique normalisation globale fixée une seule fois sur ⁶⁰Co, la formulation TSRT reproduit les demi-vies expérimentales des désintégrations β, α et de la fission spontanée sur plus de vingt ordres de grandeur, avec une déviation logarithmique moyenne inférieure à une partie par million. Aucune fermeture de couche, correction d’appariement, facteur de préformation empirique, ni ajustement spécifique à un noyau n’est requis. L’anomalie du ¹⁴C découle de sa courbure géométrique de trajectoire β, sans facteur de freinage ajustable.Toutes les valeurs Q, actions de barrière et taux d’émission suivent de manière déterministe à partir du métrique d’espace-temps et de son énergie de courbure, et TSRT fournit un mécanisme causal pour la conversion masse-énergie compris comme une redistribution de la courbure. TSRT reproduit également l’émergence des nombres magiques de neutrons comme minima géométriques de la carte courbure-raideur, correspondant à la séquence magique conventionnelle sans postulat quantique.Le freinage profond de la fusion sous-barrière résulte d’une suppression géométrique du recouvrement des modes vibrants ; l’oscillation pair-impair des rendements de fission provient d’auto-modes de col issés en phase au scissionnement ; et les effets de blindage électronique reflètent une renormalisation de la courbure électromagnétique de champ proche. Ces phénomènes sont cohérents avec la géométrie d’espace-temps vibrant qui sous-tend également la structure atomique, l’émission photonique et le décalage gravitationnel.Quantitativement, TSRT reproduit les demi-vies absolues des noyaux depuis la milliseconde jusqu’à environ dix quintillions d’années, avec une déviation logarithmique moyenne inférieure au millionième, en n’utilisant que trois constantes globales fixées une fois par mode. Cette précision dépasse de quatre ordres de grandeur celle des modèles microscopiques ou empiriques conventionnels — qui présentent généralement des déviations logarithmiques moyennes entre un dixième et un centième — montrant que la désintégration nucléaire est un phénomène géométrique déterministe plutôt qu’un processus stochastique.Toutes les grandeurs physiques sont exprimées en unités SI et nucléaires absolues, les constantes de calibration TSRT étant ancrées à des références fondamentales de courbure et de durée sans mise à l’échelle empirique. TSRT reproduit également l’énergétique absolue de fission, donnant une énergie totale libérée de 170,0 MeV pour la fission induite du ²³⁵U(n,f) sans aucun ajustement observable par observable.En dérivant la liaison nucléaire, les désintégrations, les échelles de temps des réactions et la conversion masse-énergie à partir d’un principe géométrique unique, TSRT établit une description unifiée, prédictive et reproductible de la stabilité et de la transformation nucléaires. Elle relie la structure nucléaire microscopique à la cohérence relativiste macroscopique, montrant que l’équilibre masse-énergie et la cinétique de désintégration sont des manifestations naturelles de la redistribution de la courbure dans un espace-temps vibrant.परम्परागत नाभिकीय मॉडल—तरल-बूँद पैरामीट्रीकरण से लेकर शैल तथा घनत्व-प्रकार्य (density-functional) सिद्धांतों तक—बंधन और क्षय की अनेक वैश्विक प्रवृत्तियों का वर्णन तो करते हैं, परन्तु वे मूलतः प्रायिकत्मक तथा अत्यधिक पैरामीटर-निर्भर बने रहते हैं। वे पहले सिद्धांतों से उन स्थायी विसंगतियों की व्याख्या नहीं कर पाते, जैसे गहरे उप-प्रागतिक ऊर्जा पर संलयन-बाधा (fusion hindrance), विखंडन-खंडों में विषम-सम दाँतेदार पैटर्न, अथवा ¹⁴C की दीर्घ अर्ध-आयु।यह कार्य ट्रेम्बलिंग स्पेसटाइम रिलेटिविटी थ्योरी (TSRT) को नाभिकीय क्षेत्र में विस्तारित करता है, जहाँ संरचना, स्थिरता और रूपांतरण को एक नियतात्मक ज्यामितीय फ्रेमवर्क के रूप में वर्णित किया गया है। TSRT में प्रत्येक नाभिक एक स्थानीयकृत कंपन-वक्रता स्वतं़त्र-मान (eigenmode) होता है, जिसकी स्थिरता मूलभूत स्पेसटाइम वक्रता के निरंतर दमन से उत्पन्न होती है। नाभिकीय क्षय इस दमन का कारणात्मक शिथिलीकरण है, जिसे यादृच्छिक संक्रमण की बजाय वक्रता-पुनर्संयोजन के रूप में मॉडल किया जाता है। इस प्रकार बंधन, विखंडन, संलयन और क्षय सभी एक ही ज्यामितीय गतिकी से उभरते हैं।एकमात्र वैश्विक सामान्यीकरण—⁶⁰Co पर एक बार निर्धारित—के साथ, TSRT β-क्षय, α-क्षय और स्वस्फूर्त विखंडन के प्रयोगात्मक अर्ध-आयुओं को बीस क्रमिकाओं से भी अधिक ऊर्जा-स्तरों पर पुनः उत्पन्न करता है, और औसत लघुगणकीय विचलन दस-लाखवें भाग से भी कम रहता है। इसमें कोई शैल-बन्दी, युग्मन-सुधार, अनुभवजन्य प्रीफॉर्मेशन-कारक अथवा नाभिक-विशिष्ट समायोजन नहीं किया जाता। ¹⁴C विसंगति उसके ज्यामितीय β-पथ-वक्रता से स्वतः प्राप्त होती है, बिना किसी समायोज्य बाधा-कारक के।सभी Q-मान, बाधा-क्रियाएँ और उत्सर्जन-दरें स्पेसटाइम-मेट्रिक तथा उसकी वक्रता-ऊर्जा से नियतात्मक रूप से उत्पन्न होती हैं, और TSRT द्रव्य-ऊर्जा-परिवर्तन (mass–energy conversion) के लिए वक्रता-पुनर्वितरण पर आधारित एक कारणात्मक तंत्र प्रदान करता है। TSRT न्यूट्रॉन-जादुई संख्याओं (magic numbers) के उद्भव को वक्रता-कठोरता मानचित्र के ज्यामितीय निम्नतम बिंदुओं के रूप में पुनः उत्पन्न करता है, जो पारंपरिक जादुई अनुक्रम से बिना किसी क्वांटम उपपत्ति के मेल खाता है।गहरे उप-प्रागतिक संलयन-बाधा कंपित-मोड ओवरलैप के ज्यामितीय दमन से उत्पन्न होती है; विखंडन-उत्पादों में विषम-सम उतार-चढ़ाव विभाजन-गर्दन (neck) पर चरण-लॉक्ड स्वतं़त्र-मानों से आते हैं; और इलेक्ट्रॉन-स्क्रीनिंग शिफ्ट निकट-क्षेत्र विद्युतचुंबकीय वक्रता के पुनर्सामान्यीकरण (renormalization) को दर्शाते हैं। ये सभी प्रभाव उसी ट्रेम्बलिंग-स्पेसटाइम ज्यामिति के साथ संगत हैं जो परमाण्विक संरचना, फोटॉन-उत्सर्जन और गुरुत्वीय रेडशिफ्ट का आधार भी है।मात्रात्मक रूप से, TSRT निरपेक्ष नाभिकीय अर्ध-आयुओं को मिलीसेकंड से लेकर लगभग 10^{18} वर्षों तक पुनः निर्मित करता है, और औसत लघुगणकीय विचलन एक-मिलियनवें से भी कम रहता है—केवल तीन वैश्विक स्थिरांक प्रयोग में लाते हुए, जो प्रतिमोड एक बार तय किए जाते हैं। यह परिशुद्धता परंपरागत सूक्ष्म और अनुभवजन्य मॉडलों (जो सामान्यतः 10^{-1}–10^{-2} के विचलन देते हैं) की तुलना में लगभग चार क्रम बेहतर है, और यह दर्शाती है कि नाभिकीय क्षय एक नियतात्मक ज्यामितीय प्रक्रिया है, न कि एक प्रायिकत्मक घटना।सभी भौतिक राशियाँ SI और नाभिकीय इकाइयों में निरूपित हैं; TSRT-कैलिब्रेशन स्थिरांक मूलभूत वक्रता और जीवनकाल-एंकरों से जुड़े हैं, बिना किसी अनुभवजन्य पैमाना-निर्भरता के। TSRT पूर्ण नाभिकीय विखंडन-ऊर्जा को भी ठीक-ठीक पुनः उत्पन्न करता है—जैसे थर्मल-न्यूट्रॉन-प्रेरित ²³⁵U(n,f) के लिए 170.0 MeV, बिना किसी प्रेक्षण-विशिष्ट समायोजन के।इस प्रकार, नाभिकीय बंधन, क्षय, अभिक्रिया-समयमान और द्रव्य-ऊर्जा-परिवर्तन को एक ही ज्यामितीय सिद्धांत से व्युत्पन्न करके, TSRT नाभिकीय स्थिरता और रूपांतरण का एकीकृत, भविष्यसूचक और पुनरुत्पादक वर्णन स्थापित करता है। यह सूक्ष्म नाभिकीय संरचना को व्यापक सापेक्षतावादी संगति से जोड़ता है और दिखाता है कि द्रव्य-ऊर्जा संतुलन और क्षय-गतिकी कंपित स्पेसटाइम में वक्रता-पुनर्वितरण की स्वाभाविक अभिव्यक्तियाँ हैं।I modelli nucleari convenzionali — dalle parametrizzazioni a goccia liquida ai modelli a guscio fino alle teorie funzionali della densità — descrivono molte tendenze globali di legame e decadimento, ma rimangono probabilistici e fortemente dipendenti dai parametri. Non forniscono una spiegazione di primo principio per anomalie persistenti come l’ostruzione della fusione profonda sotto-barriera, lo “staggering” pari-dispari nei rendimenti di fissione o la lunga vita media del ¹⁴C.Questo lavoro estende la Trembling Spacetime Relativity Theory (TSRT) al dominio nucleare, introducendo un quadro geometrico deterministico per struttura, stabilità e trasformazione del nucleo. In TSRT, ogni nucleo è un modo proprio localizzato di curvatura tremolante, la cui stabilità deriva da una continua soppressione della curvatura intrinseca dello spaziotempo. Il decadimento è una rilassazione causale di questa soppressione ed è modellato come una riconfigurazione della curvatura, non come una transizione stocastica. Legame, fissione, fusione e decadimento emergono così dalla stessa dinamica geometrica.Con una singola normalizzazione globale fissata una volta per tutte su ⁶⁰Co, il formalismo TSRT riproduce i tempi di decadimento sperimentali per decadimenti β, α e fissione spontanea su oltre venti ordini di grandezza, con una deviazione logaritmica media inferiore a una parte su un milione. Non vengono introdotte chiusure di guscio, correzioni di pairing, fattori empirici di preformazione o regolazioni specifiche per nucleo. L’anomalia del ¹⁴C risulta direttamente dalla sua curvatura geometrica lungo il percorso β, senza fattori di ostacolo regolabili.Tutti i valori Q, le azioni di barriera e i tassi di emissione derivano in modo deterministico dalla metrica dello spaziotempo e dalla sua energia di curvatura; inoltre TSRT fornisce un meccanismo causale per la conversione massa–energia come ridistribuzione della curvatura. TSRT riproduce anche l’emergere dei numeri magici dei neutroni come minimi geometrici della mappa curvatura–rigidezza, in accordo con la sequenza magica convenzionale
Elaboration et stabilité chimique de matériaux intelligents à base de polyacrylamides : modélisation de leur capacité de libération contrôlée de principes actifs
No full textPoly(N-isopropylacrylamide)-based hydrogels (PNIPAm) are part of the so-called smart excipients due to their potential in controlled drug release applications. This new generation of synthetic, thermosensitive and biocompatible, but not biodegradable polymers, present a knowledge gap regarding their stability under storage conditions (both thermal and oxidative). As a first step, this research aims to investigate the impact of accelerated aging on macroscopic properties, such as the phase transition temperature (Tcp), as well as on the release of active pharmaceutical ingredients. The chemical complexity of the hydrogels is incrementally increased throughout the studies, beginning with a linear homopolymer of poly(N-isopropylacrylamide), followed by a network of poly(N-isopropylacrylamide) containing N,N'-methylenebisacrylamide, and finally a random linear copolymer of poly(N-isopropylacrylamide)-co-acrylic acid.To understand the mechanisms behind the effects of aging, particular attention is given to macromolecular changes, such as variations in molar masses and the balance between hydrophilic and hydrophobic groups. Accelerated aging studies reveal an increase in the phase transition temperature, primarily due to a decrease in molar mass resulting from chain scission. Linear poly(N-isopropylacrylamide) demonstrates immediate release for antibiotic-type active pharmaceutical ingredients (metronidazole and orbifloxacin), which can be modulated towards controlled release through structural and chemical modifications. For more complex polymers, such as cross-linked networks and copolymers, controlled release with an initial burst release phase is achieved over a 24-hour period. As a direct consequence of aging, structural modifications lead to variations in the release behavior of active pharmaceutical ingredients. Over time, the release slows down, and the overall efficacy of the system diminishes drastically. The introduction of hydrophilic species enhances intra- and inter-chain interactions between polymers and with active ingredients, thereby slowing their release. This work extends our understanding of the stability of poly(N-isopropylacrylamide)-based polymers, allowing for concrete approach of their use as pharmaceutical excipients.Les hydrogels à base de poly(N-isorpopylacrylamide) (PNIPAm) font partie des excipients intelligents, en raison de leurs perspectives d’application à relargage contrôlé. Cette nouvelle génération de polymères thermosensibles synthétiques, biocompatibles mais non biodégradables présente une lacune de connaissance quant à sa stabilité sous conditions de stockage (thermique et oxydatif). Cette recherche se propose, en première approche, d’étudier l’impact du vieillissement accéléré sur les propriétés macroscopiques telles que la température de transition de phase ainsi que sur la libération de principes actifs. Le niveau de complexité chimique des différents hydrogels est incrémenté au fur et à mesure des études, en commençant par un homopolymère linéaire de poly(N-isopropylacrylamide), un réseau de poly(N-isopropylacrylamide) contenant du N,N'-méthylènebisacrylamide) puis un copolymère linéaire aléatoire de poly(N-isopropylacrylamide)-co-acide acrylique.Afin de comprendre les mécanismes à l’origine de l’impact du vieillissement, une attention particulière a été portée aux modifications macromoléculaires, comme l’évolution des masses molaires et la balance entre les groupements hydrophiles et hydrophobes. Les études de vieillissement accéléré montrent une augmentation des températures de transition de phase, principalement dictée par une diminution de la masse molaire résultant de coupure de chaînes.Le poly(N-isopropylacrylamide) linéaire présente une libération immédiate pour des principes actifs de type antibiotiques (métronidazole et orbifloxacine), qu’il est possible de moduler vers une libération contrôlée à travers des modifications structurales et chimiques. Dans le cas des polymères plus complexes (réseau réticulé et copolymère), une libération contrôlée avec un relargage rapide est retrouvée sur une durée de 24 heures. Suite aux vieillissements, la modification structurale a pour conséquence directe une variation du comportement en libération des principes actifs. En effet, cette dernière est ralentie dans le temps et l’efficacité totale du système diminue drastiquement. L’introduction d’espèces hydrophiles favorise les interactions intra- et inter-chaînes des polymères ainsi que des interactions avec les principes actifs, ce qui ralentit leur libération. Ce travail approfondit les connaissances sur la stabilité des polymères à base de poly(N-isoproylacrylamide), ce qui permettra à terme leur utilisation en tant qu’excipients pharmaceutiques