FCEIA-ECEN-DF- Trabajos Finales de Grado (trabajos finales, proyectos y tesinas)
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Ítem Acceso Abierto Estudio de la técnica de Biospeckle como una herramienta de análisis de la dinámica eritrocitaria(2022-09) Guido, Martín Alberto; Galizzi, Gustavo Ernesto; Tendela, Lucas PedroLa técnica óptica de BioSpeckle láser ha sido de gran utilidad en el estudio de materiales biológicos que presentan algún tipo de actividad. Debido a que es una técnica no destructiva y de alta sensibilidad, es empleada para el estudio de las propiedades del tejido sanguíneo. En el caso de esta tesina se la utilizará para la caracterización de la dinámica en la agregación eritrocitaria. Para validar los resultados obtenidos, se los compararán con los parámetros medidos mediante la técnica de transmisión de luz, la cuál es ampliamente utilizada. El estudio de la agregación eritrocitaria es de gran importancia, ya que puede ser alterada por enfermedades como diabetes, hipertensión, etc., y una detección temprana de una anomalía en la agregación podría llevar a un rápido tratamiento para evitar la formación de trombos. Por eso, es de interés en Física Biomédica la obtención de parámetros que permitan caracterizar la cinética de la agregación, de manera rápida y sencilla. Esta tesina está enmarcada en las líneas de investigación de los grupos de Física Biomédica, y de Óptica y Fotónica del Instituto de Física Rosario (IFIR-UNR). Los experimentos fueron llevados a cabo en el IFIR, con la colaboración del Área Física y del Área Química Analítica Clínica de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacia (UNR) para el manejo de muestras biológicas. El desarrollo de esta tesina comenzó por un estudio de las técnicas ópticas a utilizar, el empleo y cuidado a la hora de manejar material biológico, y los factores biológicos que intervienen en el proceso de agregación junto a los aspectos físicos determinantes para la descripción de este proceso. Por eso, en el primer capítulo se realiza una introducción a la técnica de Biospeckle láser, se introducen conceptos y términos biológicos relevantes al estudio, y se presentan distintos modelos de agregación eritrocitaria. También, se explica el interés del estudio de la agregación de glóbulos ro jos como un caracterizador de patologías vasculares. Además, se describe brevemente la técnica transmisión de luz la cual es la más empleada para este tipo de estudios. En el segundo capítulo se presenta el método empleado para modelizar in vitro el medio de los glóbulos rojos, los dispositivos experimentales para ambas técnicas y se definen los parámetros para la caracterización de nuestro fenómeno de interés. En primera instancia se realizaron ensayos de prueba y optimización del dispositivo a modo de aprendizaje, para el perfeccionamiento de las técnicas aplicadas. Una vez dominadas las técnicas se realizaron las mediciones, cuyos resultados son presentados en el tercer capítulo. Luego, en el cuarto capítulo se realizó un análisis comparativo de los parámetros de agregación de las técnicas aplicadas. Los estudios aquí aplicados contribuyen al desarrollo de nuevas técnicas no invasivas basadas en Biospeckle láser para mejorar el diagnóstico de patologías vasculares, en particular, caracterizar la dinámica de la agregación eritrocitaria.Ítem Acceso Abierto Simulación de un potencial atomístico de C-O/CU (110) mediante redes neuronales artificiales(2020-08) Lopez, Miranda I.; Ramos, Maximiliano; Busnengo, Fabio H.Se implementó un método iterativo de desarrollo de varios potenciales atomísticos basados en redes neuronales (CO/Cu(110)), donde en cada iteración se amplío el tamaño de la base de datos (construida a partir de datos calculados con el método de teoría del funcional densidad). Con cada iteración, se identifican los puntos del espacio de configuraciones del sistema donde se estimó que el error del potencial atomístico neuronal era mayor, mediante analizar los resultados de simulaciones de dinámica molecular. Las configuraciones representadas por estos puntos fueron incorporadas a la base de datos del sistema. En cada paso de entrenamiento se observó el comportamiento de la raíz del error cuadrático medio entre la energía del potencial neuronal y la de un subconjunto de los datos en la base de datos usado para entrenamiento (train) y entre la energía del potencial neuronal y un subconjunto de la base de datos usados para evaluación test. Se decidió optar por la representación artificial del potencial atomístico cuya raíz del error cuadrático medio de evaluación resultó ser menor. Después de varias iteraciones, el potencial atómico obtenido fue utilizado en simulaciones de dinámica molecular para evaluar la probabilidad de adsorción del CO sobre la superficie de Cu(110) a Ts = 0K y a Ts = 90K. Se presenta una disminución monótona de la probabilidad de adsorción de CO en Cu(110) en el rango de energías desde 0.01 eV hasta 2.0 eV, cuyo comportamiento no cambia significativamente ante un cambio de temperatura superficial de Ts = 0K a Ts = 90K. La probabilidad de adsorción para 90K están en excelente acuerdo con datos experimentales en las mismas condiciones. La óptima descripción del sistema obtenida permite proyectar un futuro exitoso en la utilización de estos métodos en el campo de la dinámica de interacción de moléculas con superficies. Se espera un gran desarrollo y vastos avances en el campo de investigación de dinámicas moleculares gracias a los métodos de inteligencia artificial como el método aquí abordado.Ítem Acceso Abierto Vacíos WAdS x Σ en teorías de alta curvatura(2022-05) Caselli, Gerónimo Jesús; Goya, Andrés; Manuel, Luis OscarEn esta tesis he estudiado una extensión particular de la correspondencia AdS/CFT (Anti-de Sitter/Conformal Field Theory), específicamente, he trabajado en la conocida dualidadWarped AdS/CFT. La Conjetura de Maldacena estableció una equivalencia entre dos teorías muy diferentes: de un lado, una teoría de gravedad (D+1) dimensional en la geometría de Anti-de Sitter, y del otro lado una teoría de campos conforme D-dimensional en el espacio-tiempo de Minkowski. Una propiedad interesante de la correspondencia AdS/CFT es que relaciona teorías en regímenes de acoplamiento opuestos. Esto motiva a buscar extensiones de la correspondencia a fin de aplicarlas, por ejemplo, en sistemas de materia condensada; el problema a resolver es encontrar una dual gravitatorio que realice las simetrías de la teoría de gauge de interés. Además de lo mencionado, es interesante por sí mismo estudiar extensiones de la correspondencia AdS/CFT con el objetivo de verificar la generalidad de la holografía. Esto es lo que ha motivado mi trabajo, en el que estudié las propiedades de la solución de agujero negro asintóticamente WAdS3×ΣD−3 de la teoría de Einstein-Gauss-Bonnet (una teoría de gravedad con términos superiores en la curvatura). He encontrado el resultado inesperado de que todas las cargas conservadas (masa, momento angular, entropía) del agujero negro son cero, mientras que la temperatura es finita. Otros autores han encontrado situaciones similares, por ejemplo, en la dualidad Lifshitz/gravity. Sin embargo, aún no se ha encontrado una explicación razonable a este inusual resultado.Ítem Acceso Abierto Modelos teóricos de onda distorsionada orientados a radioterapia vectorizada(2021-03) Esponda, Nicolás Julián; Monti, Juan Manuel; Rivarola, Roberto DanielEn este trabajo se presenta el modelo de onda distorsionada del continuo con estado inicial eikonal (CDW-EIS) para el cálculo de secciones eficaces en reacciones de ionización simple de sistemas de colisión entre iones o átomos contra blancos atómicos o moleculares. Cuando se trata de proyectiles parcial o totalmente vestidos de electrones, su carga nuclear puede verse total o parcialmente apantallada por sus electrones. Para grandes parámetros de impacto, las distorsiones debidas al proyectil presentan una carga asintótica, mientras que para bajos parámetros de impacto el apantallamiento de la carga nuclear podría resultar parcial o nulo. En esta línea se definen y evalúan correcciones para la carga del proyectil modelando un apantallamiento dinámico mediante el factor de forma del proyectil. La definición de cargas dinámicas en función del momento transferido permite, fundamentalmente, recuperar funciones de onda distorsionadas de dos centros en casos de proyectiles atómicos, de carga neutra.Ítem Acceso Abierto ²²C como halo borromeano supergigante, estudio de su estructura(2022-04) Gerdau, Franco Nicolás; Id Betan, Rodolfo M.En este trabajo se utilizó el modelo de capas con energía compleja para estudiar la estructura de los núcleos 5He, 6He, 21C y 22C. Los núcleos 5He y 21C fueron estudiados utilizando la aproximación de un neutrón interactuando con un carozo formado por los nucleones restantes. Los núcleos 6He y 22C fueron modelizados de manera similar, pero considerando al sistema como dos neutrones que interactúan entre sí y con el carozo. Al sistema de dos partículas se lo estudia utilizando la base generada por el sistema de una sola partícula, con la particularidad de que se utilizan solo resonancias y estados de dispersión, esto se debe a que los núcleos \ce{^5He} y 21C no son estables, a diferencia de los otros dos, que sí lo son, luego la base no incluye estados ligados. Los estados resonantes se caracterizan por no ser funciones de cuadrado integrable, por lo que se debe utilizar una representación que pueda incluir estos estados. La representación utilizada es la de Berggren, la cual incluye un factor de regularización que permite definir un producto interno entre estados con ciertas características divergentes. Para los sistemas de partícula simple se calcularon sus estados fundamentales, mientras que, para los de dos partículas, además del estado fundamental, se estudió el radio de los mismos y su evolución respecto a la energía del estado fundamental. Los resultados obtenidos recrean muy bien valores experimentales relacionados al espectro de energía, pero, en el caso del \ce{^22C}, fallan a la hora de obtener un resultado razonable del radio nuclear. Al final de este trabajo se discuten los mismos.Ítem Acceso Abierto Descripción holográfica dual de plasmas de teorías de Yang-Mills(2019-05) Cabrera, Lucía; Schvellinger, MartinEl norte de este trabajo es el de presentar, motivar y saborear algunas cuestiones interesantes de la física teórica de altas energías actual, y mostrar cómo de esta plétora de desarrollos pueden calcularse resultados válidos, fehacientemente comparables con los que pueden medirse en algunos experimentos. Lejos está de ser un texto autocontenido. Usted, lector, si conoce a la autora, sabe la gran incomodidad matemática que ésto le genera. Incomodidad sin embargo superada con creces por el entusiasmo y fascinación que lo expuesto en estas páginas le transmite. La organización con que nos manejaremos es aproximadamente la siguiente: haremos una introducción y motivación al estudio de ciertos tipos de plasmas, que hoy en día se producen de forma experimental en algunos de los aceleradores de partículas más populares, como el LHC y RHIC. En los tres capítulos siguientes se exponen a grandes rasgos los elementos teóricos necesarios para, apenas, empezar a hablar de la correspondencia AdS/CFT, que también llamaremos Conjetura de Maldacena, dualidad gauge/strings, dependiendo del contexto. En ellos nos focalizaremos en las herramientas que necesitamos para entender, muy livianamente, la propuesta de cálculo que haremos en el capítulo quinto, que nos conducirá a hallar de forma teórica una de las propiedades de transporte de los plasmas presentados al comienzo. De este resultado, haremos algunas interpretaciones físicas y concluiremos nuestra discusión con algunas perspectivas al respecto. También incluimos unos pocos apéndices que consideramos útiles para la comprensión de los temas tratados. Si bien irremediablemente incompleta, hemos tratado de llevar a cabo esta exposición de forma constructiva y ordenada, y esperamos sea de un pasar ameno.Ítem Acceso Abierto Modelos efectivos de quarks a potencial químico finito en presencia de campos magnéticos intensos(2021-05) Ferraris, Sebastián A.; Scoccola, Norberto N.; Grunfeld, Gabriela A.El estudio de las diversas fases en las cuales puede ser encontrada la materia de quarks magnetizada a bajas temperaturas y densidades altas, ha despertado un gran interés en la última década, especialmente en aplicaciones a la astrofísica. Uno de los escenarios naturales para el estudio de esta fenomenología son ciertos objetos compactos llamados magnetares. En general estos objetos estelares son muy densos, fríos y poseen campos magnéticos muy intensos en su superficie, que se estima que sean aún mayores en el interior. Estos estudios requerirían el tratamiento de la Cromodinámica Cuántica (QCD) en el régimen de bajas energías (menores que 1 GeV). Debido a la complejidad de la QCD en el rango de bajas energías, no ha sido posible hasta el momento calcular los observables hadrónicos en forma precisa, y tampoco comprender en forma detallada los mecanismos del confinamiento y la ruptura espontánea de la simetría quiral. Es en este contexto que se han desarrollado distintas aproximaciones y modelos para estudiar el comportamiento de la materia de quarks en este régimen. En este trabajo final utilizaremos una extensión del modelo de Nambu-Jona-Lasinio en la que se consideran interacciones nolocales y separables. Utilizando dicho modelo se analizará el comportamiento de la materia fría y densa de quarks relativistas, bajo la influencia de un campo magnético uniforme y homogéneo a potencial químico finito, considerando los sabores livianos de quarks, u y d. El análisis teórico, llevado a cabo en el presente trabajo, concluye que la materia de quarks bajos las condiciones antes mencionadas, presenta dos fases predominantes. Una de ellas se relaciona con la fase de simetría quiral espontáneamente rota, presente para valores de potencial químico inferiores al potencial químico crítico. Mientras que la otra, está asociada con la simetría quiral (parcialmente) restaurada perteneciente al sector de valores altos de potencial químico. Esta última fase, a su vez, esta subdividida en otras pequeñas fases secundarias producto de la interacción con el campo magnético externo. Finalmente, el potencial químico crítico asociado con la restauración de simetría quiral, presenta un comportamiento decreciente con el campo magnético, sugiriendo la presencia del efecto de catálisis magnética inversa.Ítem Acceso Abierto Nube de Kondo y entrelazamiento en impurezas magnéticas multiorbitales(2022-03) Orlandini, Adelina Andrea; Manuel, LuisEl efecto Kondo, originalmente introducido en los años 60, continúa representando hoy en día un paradigma de sistemas correlacionados y ocurre cuando un momento magnético es “apantallado'' por los electrones de conducción. Este fenómeno se observa en gran cantidad de sistemas físicos como lo son las impurezas magnéticas en metales, atómos y moléculas magnéticos sobre superficies, puntos cuánticos, etc. A pesar de ser un fenómeno descubierto hace más de medio siglo, explicado y revisitado numerosas veces en diversos modelos, el entendimiento de sus propiedades espaciales está lejos de ser completo. Algo similar ocurre con el entrelazamiento en estos sistemas: a pesar de ser la esencia del efecto Kondo, su relación con aquél permanece aún poco explorada. Mediante el método de grupo de renormalización de la matriz densidad, se realizó un íntegro estudio de las propiedades espaciales y de entrelazamiento de un modelo de una impureza de espín S=1, con dos orbitales acoplados a dos canales de conducción, que incluye anisotropía magnética de sitio. Entre los resultados obtenidos se encuentra una confirmación de que dicho modelo, en la fase de Kondo completamente apantallado, reproduce los comportamientos esperados para modelos más simples. Asimismo, se observaron indicios de una transición de fase cuántica topológica, conducida por la anisotropía magnética, hacia un novedoso estado de líquido de electrones. Se analiza además la estructura de entrelazamiento nada trivial del estado fundamental.Ítem Acceso Abierto Excitaciones magnéticas en antiferromagnetos frustrados dopados(2020-09) Pomponio, Ignacio Luciano; Manuel, LuisEn este trabajo se pretende estudiar los efectos combinados de la frustración magnética y la itinerancia electrónica sobre las propiedades magnéticas de un antiferromagneto triangular. Para esto se considera un modelo t-J, que prohíbe la doble ocupación electrónica en un sitio y minimiza la energía de interacción de dos espines vecinos cuando éstos apuntan en sentidos opuestos. El procedimiento empleado para tratar con este sistema de muchas partículas interactuantes consiste en descomponer los grados de libertad de espín y carga en bosones de Schwinger y fermiones esclavos, y luego construir la función de partición mediante la formulación de integral de caminos. Esta integral puede desacoplar interacciones mediante una transformación de Hubbard-Stratonovich, para finalmente realizar una aproximación de punto de ensilladura sobre los campos desacoplantes. De esta manera se pueden calcular distintas propiedades del sistema, como la energía del estado fundamental y la magnetización local del antiferromagneto. Además, introduciendo un campo que seleccione el orden magnético de la fase, se imita el fenómeno de ruptura de simetría en cálculos sobre redes finitas, el cual se produce espontáneamente en el límite termodinámico. Esto permite calcular correctamente el factor de estructura dinámico, una magnitud de gran interés, ya que revela el espectro de excitaciones magnéticas presentes en el sistema, que puede ser observado en experimentos de dispersión inelástica de neutrones.Ítem Acceso Abierto Modos cero de Majorana y fases topológicas en nanocables superconductores(2022-05-18) Chinellato, Leandro Micael; Gazza, Claudio JavierLa idea de que existen fases de la materia que no pueden ser caracterizadas mediante la ya famosa y estudiada teoría de Landau ha aparecido en años recientes con el descubrimiento de nuevos fenómenos como el efecto Hall cuántico. Estas nuevas fases, denominadas fases topológicas, se caracterizan por ser robustas ante perturbaciones ambientales y por almacenar la información del estado cuántico de manera no local. Esta área de estudio ha dado lugar a nuevos materiales como los aislantes topológicos, los semimetales topológicos y los superconductores topológicos. En este trabajo se pretende estudiar y caracterizar las fases topológicas de un superconductor topológico unidimensional, el cual alberga un grupo muy especial de cuasipartículas, denominadas fermiones de Majorana. Mediante el uso de técnicas numéricas, como el grupo de renormalización de la matriz densidad, estudiaremos la degeneración del espectro de entrelazamiento del estado fundamental, un invariante topológico novedoso con el cual podemos identificar las fases del sistema.Ítem Acceso Abierto Entropía de entrelazamiento de gravitones linealizados(2019-03-22) Benedetti, Valentin; Casini, HoracioEn este trabajo se realiza un estudio, en el contexto de la teoría cuántica de campos, de la entropía geométrica asociada a una región espacial definida. En particular, se calcula la entropía de entrelazamiento del campo de gravitones linealizados en d = 4 dimensiones. Para una región encerrada entre dos placas paralelas infinitas se obtiene que dicha entropía será igual a la del campo de Maxwell, es decir, dos veces la entropía escalar. Para la región comprendida en el interior de una esfera se tiene que la entropía del campo gravitatorio lineal será equivalente a la de dos campos escalares libres sin aporte de los modos correspondientes a momentos angulares l = 0 y l = 1. Previamente, se detalla acerca de cálculos ya realizados en la bibliografía para la entropía del campo escalar y el campo de Maxwell, abordando a partir de este último la problemática relacionada con la fijación de Gauge y la localidad de los grados de libertad.