Modelos de vientos de estrellas B con gradientes de ionización y alta rotación Autores:Fernandez, Melina Carla Fecha: 01/01/2024Resumen:Las estrellas masivas poseen vientos fuertes impulsados por radiación, perdiendo parte de su masa. Cuando estos vientos encuentran el medio interestelar, se forma una superficie de separación, conocida como la astropausa. La astropausa separa la región de viento estelar, llamada astroesfera, del flujo externo del medio interestelar. En el vértice de la astropausa se encuentra el punto de estancamiento, donde la velocidad de ambos flujos (el flujo del medio interestelar y el flujo de viento estelar) se anula. Los campos de velocidad en las regiones de la astropausa pueden describirse mediante la teoría potencial, mientras que la teoría m-CAK se utiliza para describir los vientos impulsados por radiación, en la proximidad de la estrella. En este trabajo, buscamos conectar estas dos teorías para describir la interacción entre el viento estelar y su entorno. Proponemos un criterio para delimitar las regiones de validez de ambas teorías y encontramos una relación entre los parámetros del viento estelar (tasa de pérdida de masa y velocidad terminal), las condiciones del medio interestelar y la distancia entre la estrella y el punto de estancamiento, denominada distancia de estancamiento.Compartir:
Síntesis y caracterización de coloides de nanopartículas y clusters metálicos con propiedades plasmónicas y magnéticas asistida por ablación láser: aplicaciones Autores:Guerrero Vanegas, Maria Alejandra Fecha: 01/01/2024Resumen:La Plasmónica explora las propiedades y características de la interacción entre las ondas electromagnéticas y las superficies metálicas en la escala nanométrica. En estas condiciones se observan resonancias asociadas al tamaño de las nanoestructuras (aisladas o ensambladas), que son muy interesantes en aplicaciones en diversos campos como el de la biomedicina, biotecnología, nuevos materiales, nanoscopías ultrasensibles basadas en refuerzo de campo, espectroscopía Raman ultrasensible, entre otras.Un aspecto importante dentro de la Plasmónica es el estudio de las propiedades ópticas de nanopartículas (NPs) de metales nobles y de transición menores a 10 nm de radio, tanto desde un punto de vista básico (dependencia de la función dieléctrica con el tamaño de la NP, análisis de la susceptibilidad dieléctrica de orden superior), como desde un punto de vista aplicado, en lo que hace al desarrollo de sensores biológicos y de procesos químicos.Este trabajo avanza en la síntesis de NPs y nanoclusters (NCs) de metales nobles, de transición y de aleaciones, en el estudio de sus propiedades desde un enfoque tanto teórico como experimental, y en el desarrollo de aplicaciones orientadas al sensado.Las NPs metálicas han sido generadas mediante la síntesis de ablación láser de pulsos ultracortos en blancos sólidos, y también se ha utilizado la síntesis química para obtener NPs y NCs de metales nobles, y nanoestructuras híbridas de metal y grafeno.La caracterización de las propiedades de NPs y NCs se ha realizado tanto a través del estudio teórico como experimental. En la caracterización experimental hemos utilizado la técnica de espectroscopía UV-VIS complementada con microespectroscopía Raman y espectroscopía de fluorescencia para estudiar las suspensiones coloidales. Adicionalmente está contemplado el uso de otras técnicas de caracterización como AFM, HRTEM, SAXS y la técnica de Z-scan para la determinación de susceptibilidad no lineal de coloides metálicos.En cuanto al aspecto teórico, se ha avanzado en el estudio de las propiedades de nanoestructuras de tamaños menores a 10 nm usando la aproximación de dipolo discreto y algoritmos de teoría de Mie, incluyendo correcciones por tamaño en la función dieléctrica; también se han estudiado las propiedades estructurales y ópticas de NCs metálicos de pocos átomos usando la teoría del funcional de la densidad.Por último, en el aspecto relacionado con las aplicaciones, el plan de trabajo contempla el diseño de sensores de partícula aislada para la detección de diferentes productos presentes en procesos oxidativos y su aplicación a procesos catalíticos. En este sentido se ha realizado el estudio teórico y experimental del refuerzo SERS de nanoestructuras metálicas e híbridas orientado al desarrollo de sensores de analitos en bajas concentraciones.Compartir:
Física Más Allá del Modelo Estándar con procesos novedosos en el sector de Higgs en el detector ATLAS del LHC Autores:Buratovich, Tomás Fecha: 01/01/2024Resumen:El Modelo Estándar (ME) de las partículas fundamentales y sus interacciones ha proporcionado predicciones de gran precisión, pero aún deja preguntas abiertas, como el problema de la jerarquía y la naturaleza de la materia oscura. Mi plan de investigación tiene como objetivo general la búsqueda de nuevos estados escalares en el experimento ATLAS en el LHC, predichos por extensiones al ME, utilizando datos de colisiones pp a 13.6 TeV recolectados durante el Run 3 (2022-2025). Entre los candidatos de nueva física se encuentran pseudoescalares de baja masa que podrían acoplarse al bosón de Higgs de 125 GeV. Estos pseudoescalares aparecen en modelos que buscan explicar el momento magnético anómalo del muón, la asimetría bariónica del universo, y proporcionar información sobre la materia oscura, entre otros aspectos.Un proceso particularmente relevante es la desintegración H→aa→μμττ, en la cual un bosón de Higgs produce dos pseudoescalares "a" que decaen a leptones del ME. Este canal presenta desafíos experimentales, especialmente en la reconstrucción de pares de leptones tau, cuyos productos de desintegración están muy cercanos entre sí debido a la baja masa de los pseudoescalares. Para abordar este problema, vamos a requerir el desarrollo de nuevas herramientas de identificación y calibración de di-taus utilizando aprendizaje automático, con lo cual optimizaremos y adaptaremos estas técnicas para los datos del Run 3 de ATLAS.Además, en la próxima etapa (Fase 2) de alta luminosidad del LHC (HL-LHC) para el Run 4, se enfrentará un promedio de 200 interacciones por colisión pp cada 25 ns. Este escenario requiere una reestructuración del sistema de adquisición de datos (TDAQ) de ATLAS, para lo cual el grupo al que me incorporo está participando en el desarrollo de un nuevo sistema de trigger en el laboratorio del IFLP, basado en procesadores FPGA. Mi contribución en esta área incluye el desarrollo de algoritmos para la identificación de electrones y fotones en el calorímetro de ATLAS mediante el análisis de las formas de lluvias electromagnéticas, específicamente optimizando la variable Eratio, clave en la diferenciación entre electrones y fondo.Durante el primer año, me enfocaré en la identificación de fotones para ATLAS Fase 2, optimizando la selección a partir de muestras simuladas a 14 TeV en procesos Z→ee y fondos provenientes de procesos multijet. Desarrollaré un algoritmo de reconstrucción de electrones a partir de ventanas de celdas en el calorímetro del detector ATLAS y desarrollaré el código para la simulación bit a bit del algoritmo Egamma1, que implementará el cálculo en FPGA. Implementaré estas rutinas en Python y C++ para emular en alto nivel la funcionalidad requerida en el Global Trigger, un paso crucial en el desarrollo del sistema TDAQ del HL-LHC.Compartir:
Aspectos físicos de la información en sistemas cuánticos Autores:Alvarez, Yanet Fecha: 01/01/2024Resumen:En este trabajo de tesis se apunta a desarrollar herramientas que posibiliten la descripción de sistemas físicos de interés en información cuántica. El marco teórico de las investigaciones está dado por la teoría de la información, la mecánica cuántica y la geometría diferencial. Desde esta perspectiva, se aplican herramientas de la teoría de la información para abordar problemas físicos y modelos derivados de otras disciplinas.Las investigaciones propuestas están principalmente vinculadas al interés en la naturaleza de los objetos y procesos coherentes en física, en particular focalizado en la noción de coherencia cuántica y entrelazamiento. Los estados entrelazados y el fenómeno de coherencia juegan un rol central en las ciencias de la información cuántica, cuyo desarrollo en los últimos años ha alcanzado gran relevancia a nivel global y constituye uno de los temas prioritarios de estudio en centros de investigación destacados de todo el mundo. Para el estudio de procesos coherentes en sistemas cuánticos resulta fundamental contar con medidas apropiadas que permitan cuantificar el grado de coherencia. Se han establecido algunas propiedades que tales medidas deberían satisfacer, notando que la caracterización cuantitativa de coherencia necesita aún atención y un análisis más exhaustivo y amplio. Los objetivos específicos son explorar cuantificadores alternativos de coherencia utilizando medidas de información, lograr caracterizarla en el marco de la teoría de recursos mediante la propiedad de mayorización, estudiando su conexión con otras cantidades cuánticas. El entrelazamiento es un concepto clave en la mecánica cuántica y es el origen de diversos fenómenos que no pueden explicarse mediante la física clásica. Es un recurso indispensable en muchas tareas de procesamiento de la información cuántica. Numerosas medidas han sido propuestas para cuantificar este aspecto fundamental de los sistemas cuánticos. Sin embargo, la caracterización del entrelazamiento multipartito es un problema complejo que aún no se ha resuelto por completo. Con el fin de avanzar en la comprensión de estas correlaciones multipartitas, se estudiarán extensiones multipartitas de cantidades cantidades conocidas en la información cuántica como cuantificadores de entrelazamiento multipartito en estados puros.La metodología incluye un estudio teórico de la literatura actual, así como simulaciones computacionales para evaluar las ventajas de los cuantificadores propuestos. El equipo de trabajo ha desarrollado herramientas computacionales en Mathematica y Python, que serán empleadas y mejoradas para generar estados cuánticos y operadores. Con estas simulaciones, se espera avanzar en la comprensión y cuantificación de la coherencia y el entrelazamiento multipartito, así como la conexión entre diferentes cantidades cuánticas relevantes.Compartir:
Reversibilidad y flecha del tiempo en mecánica cuántica con el abordaje de Hamiltonianos no-Hermíticos Autores:Comedi, Emanuel Shai Fecha: 01/01/2024Resumen:En este proyecto nos proponemos estudiar el problema de la flecha del tiempo y la reversibilidad en mecánica cuántica utilizando una formulación de esta teoría basada en Hamiltonianos no-Hermíticos. Distintas variantes de este abordaje han sido aplicadas al estudio de resonancias y sistemas inestables en general. Entre los desarrollos recientes, se han encontrado también aplicaciones en distintos problemas vinculados a la teoría de la información cuántica. Estas investigaciones dejan planteados problemas abiertos que abordaremos en esta propuesta. Comenzaremos con un estudio de los problemas de la medición y el límite clásico desde la perspectiva de distintas interpretaciones de la mecánica cuántica. Analizaremos el rol de la reversibilidad y la flecha del tiempo en el abordaje no-Hermítico y lo compararemos con los abordajes estándar. Luego, se continuará con las aplicaciones de la formulación no-Hermítica en distintos problemas de teoría de la información cuántica. Nos enfocaremos en hacer un análisis sistemático de las ventajas y desventajas de la formulación basada en Hamiltonianos no-Hermíticos en distintos ejemplos de interés (tales como, por ejemplo, el Eco de Loschmidt). Paralelamente, aplicaremos el abordaje de Hamiltonianos no-Hermíticos al estudio del ruido en computadoras cuánticas, utilizando tanto simuladores, como computadoras reales. Finalmente, a la luz de los desarrollos previos, extraeremos las conclusiones conceptuales acerca del problema de la reversibilidad en lo que respecta a la interpretación de la teoría cuántica.Compartir:
Estudio de las interacciones entre la radiación ionizante y la materia a energías relevantes para su aplicación en el ámbito médico Autores:Taube, Malena Fecha: 01/01/2024Resumen:En los últimos años, los estudios con equipos PET-CT han demostrado ser una herramienta valiosa para mejorar los diagnósticos médicos. Los procedimientos de adquisición de datos y los algoritmos de reconstrucción son factores claves para ayudar a mejorar la capacidad diagnóstica de estos estudios. El objetivo de este trabajo es desarrollar un software de simulaciones completo que abarque todas las etapas del proceso de generación de una imagen. La cadena de reconstrucción se puede dividir en pequeños pasos. Por un lado, para la realización de las simulaciones de los procesos de interacción entre radiación y materia, se utilizan rutinas de desarrollo propio con el método Monte Carlo (MC) donde se construye el mapa de actividad del fantoma simulado. Para esta primera etapa, se trabajó con la simulación de un equipo PET-CT ideal, despreciando efectos tales como eventos randoms, ruido, efecto del volumen parcial, etc., con el propósito de comprender con mayor claridad las características del algoritmo de reconstrucción utilizado. Por otro lado, tras la generación de los datos de la simulación del fantoma, se utiliza un algoritmo de reconstrucción, donde en este caso se ha elegido, el método algebraico iterativo Maximum Likelihood Expectation Maximization (MLEM). Como resultado del proceso de reconstrucción se obtiene un mapa tridimensional de la actividad reconstruida.Se ha utilizado el cluster del grupo de investigación que se encuentra en el Departamento de Física de la UNLP para poder realizar las simulaciones.En este trabajo, se discute el desarrollo del mencionado software y se presentan algunos primeros resultados con distintas resoluciones de imagen. Es importante destacar que disponer de los datos generados en todas las etapas de reconstrucción de la imagen, permite realizar comparaciones útiles para valorar la calidad del proceso de reconstrucción. Teniendo como objetivo principal ayudar a mejorar la capacidad diagnóstica de los estudios PET-CT y ser una herramienta valiosa para la medicina nuclear.Compartir:
Origen de electrones relativistas y mecanismos de emisión difusa en radio en microquasares súper Eddington Autores:Rizzo, Florencia Nadine Fecha: 01/01/2024Resumen:Se propone investigar el origen de electrones relativistas y los mecanismos que dan lugar a la emisión difusa en radio en microquasares súper Eddington. En estos sistemas el objeto compacto acreta materia de la estrella compañera a tasas superiores al límite de Eddington, produciéndose jets y vientos muy poderosos. En distintas regiones del jet se aceleran partículas hasta energías relativistas que se enfrían por diversos procesos no térmicos. Las partículas que logran escapar de la región de aceleració sin enfriarse, interactúan con los campos de la región externa del microquasar, conocida como cocoon. En particular, la interacción de los electrones relativistas con el campo magnético dará lugar a emisión sincrotrón en radio. Durante la beca se calculará la potencia inyectada en electrones relativistas en el medio para condiciones típicas de estas fuentes y se estimará la emisión difusa en radio del cocoon.Los microquásares (MQs) son sistemas binarios en los cuales un objeto compacto (por ejemplo, un agujero negro) acreta materia de la estrella compañera y se producen chorros de partículas -llamados jets- altamente colimados (e.g., Bosch-Ramón, Romero, Paredes, 2006). Cuando la tasa de acreción supera la tasa de Eddington, el disco de acreción se vuelve súper crítico (Fukue 2004) y las capas exteriores del mismo son eyectadas por la presión de la radiación, creando un viento que evacúa la mayor parte del material acretado (Abaroa et al. 2023; Abaroa amp; Romero 2023). Este modelo de un disco geométricamente grueso y un viento impulsado por radiación se deriva directamente del modelo de disco súper crítico descripto por primera vez por Shakura amp; Sunyaev (1973), y ampliado más recientemente por Poutanen et al. (2007) y Middleton et al. (2015), entre otros. La potencia del jet en un microquasar es del orden de la potencia de acreción, (De acuerdo a la hipótesis de acoplamiento de Falcke amp; Biermann 1995). De esta forma, en un agujero negro típico de 10 masas solares que acreta en un régimen súper Eddington, la potencia de acreción será del orden de 10^40 erg/s en la base del jet. Entonces, un jet súper crítico tendrá una luminosidad cinética de las más altas inferidas en sistemas binarios. El jet se propaga hasta distancias mayores a los 100 pc en un tiempo de vida de 10^5 yr. En la región terminal se producen dos choques (o shocks): uno delantero —que será radiativo y por lo tanto ineficiente para acelerar partículas—, debido a la interacción del jet con el medio interestelar (ISM), y un choque reverso, que se propaga dentro del propio jet, donde las condiciones adiabáticas del choque permiten la aceleración de partículas hasta energías relativistas. Las partículas que escapen de la región de aceleración sin lograr enfriarse serán inyectadas en la región del sistema conocida como cocoon. Por otro lado, en la base del jet también se generan choques internos o de recolimación, que pueden acelerar rayos cósmicos.Compartir:
