FISICA, 2

Autor: SUAREZ GONZALEZ MARCOS.
Año: 2005.
Universidad: OVIEDO.
Centro de lectura: FACULTAD CIENCIAS DE LA EDUCACION.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: En esta Tesis Doctoral se realiza un estudio perturbativo de las teorías cuánticas de campos gauge supersimétricas (super Yang-Mills, en adelante SYM) en 4 dimensiones a temperatura finita. Para ello, se calcula su energía libre como una serie en potencias de g, la constante de acoplo gauge, hasta orden g5 utilizando un enfoque basado en la construcción de teorías efectivas a temperatura finita y reducción dimensional como regulador. La teoría N 4 SYM con grupo gauge U (N) está relacionada con Teoría de Cuerdas a través de la dualidad AdS/CFT. Esta dualidad permite calcular la energía libre de N 4 SYM en el límite de acoplo fuerte y N grande, utilizando supergravedad IIB en un background AdS5xS5 que es su teoría dual en este límite. Hasta ahora, el límite de acoplo débil sólo se había explorado en orden g3. Uno de los resultados que se presentan en esta tesis es el cálculo de la energía libre de N 4SYM con grupo gauge U (N), en el límite de acoplo débil y N grande, a orden g5. Este es el orden más alto al que se puede llegar con métodos exclusivamente perturbativos. El resultado obtenido es consistente con la hipótesis de una interpolación suave entre los límites de acoplo débil y fuerte, y mejora resultados anteriores. Además, un análisis basado en la construcción de aproximantes de Padé muestra que es posible construir aproximantes que interpolen entre ambos regímenes. También se realiza un análisis de la convergencia de la serie perturbativa para la energía libre obtenida en cada uno de estos casos, motivado por lo que ocurre para la serie análoga en QCD: la serie no converge sino para valores extremadamente altos de la temperatura. Se ha comprobado que el aumento del número de supersimetrías parece llevar asociada una mejora de la convergencia de la serie, dado que el radio de convergencia aparente crece al incluir cada vez más términos en la serie perturbativa. Las teorías N 1 SYM y N 2 SYM tienen un comportamiento similar a QCD: se necesita que el ratio T/L (con L definida de manera análoga a QCD en cada caso) sea muy grande para que las respectivas series muestren signos de convergencia.

Autor: SUAREZ DIEZ MARIA.
Año: 2005.
Universidad: OVIEDO.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACION.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: En la primera parte se estudia la función de partición canónica de una única partícula en un espacio tiempo de once dimensiones, con una dimensión espacial compactificada en un círculo de radio R. Se calcula primero para un observador genérico que, cuando lleva R a infinito, recupera la covariancia Lorentz en 11 dimensiones y después para un observador en el IMF. El objeto de este análisis es estudiar cómo este observador recobra la covariancia en 11 dimensiones y aclarar la relación entre la acción de Dirac-Born-Infeld y la acción de Super-Yang-Mills, que es la que corresponde a la descripción de la teoría de matrices en este sistema de referencia tan particular: el IMF. En la segunda parte de la tesis se estudian los efectos de la temperatura sobre gases ideales de cuerdas, prestando especial interés a el efecto de la topología del espacio en el que se propagan las cuerdas y la importancia de la elección de uno u otro colectivo estadístico en las conclusiones extraídas. - Cuerdas abiertas en un espacio abierto o con las dimensiones compactificadas en círculos cuyos radios tienden a infinito, a energía y temperatura fija y con potencial químico cero. Ambas descripciones son equivalentes a pesar de la ruptura de equipartición. - Cuerdas cerradas moviéndose en un espacio toroidal de dimensiones tales que las cuerdas se pueden enrollar en éstas. Aquí nuestros resultados difieren de los expuestos en el ya clásico trabajo de Brandenberger y Vafa.

Autor: VALBUENA MARTÍNEZ MIGUEL ANGEL.
Año: 2005.
Universidad: AUTÓNOMA DE MADRID.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: Los óxidos de baja dimensionalidad vienen siendo objeto de estudio extensivo desde hace más de dos décadas. Estos compuestos, si bien presentan estructuras de volumen 3D, están formados por unidades fundamentales de capas 2D, o cadenas 1D, que confieren a estos materiales su llamada baja dimensionalidad. Se puede imaginar que según disminuimos la dimensión del sistema, las interacciones que en un principio pueden ser despreciables en 3D, empiezan a cobrar importancia. De esta forma, tanto las interacciones de los electrones con las vibraciones de la red (fonones), así como las interacciones electrón-electrón (correlaciones electrónicas), cobran mayor importancia y conducen a la formación de estados fundamentales a baja temperatura de ondas de densidad de carga (ODC), debidas al acoplo electrón-fonón, ondas de densidad de espín (ODE), por efecto de las interacciones electrón-electrón, o fases superconductoras. En su estado metálico a temperatura ambiente estos materiales son interesantes desde el punto de vista de las desviaciones que presentan con respecto a un modelo usual de cuasi-partículas de Líquido de Fermi (LF). En particular, para sistemas estrictamente 1D el modelo de LF no sigue teniendo validez, estando el sistema descrito mediante el llamado modelo de Líquido de Luttinger (LL) donde su principal característica es la llamada separación carga-espín y la no existencia de cuasi-partículas. La técnica de espectroscopía de fotoemisión resuelta en ángulo (ARPES) se ha revelado como la más potente en el estudio de estos sistemas, ya que por un lado nos permite conocer la estructura electrónica cercana al nivel de Fermi, así como la Superficie de Fermi (SF) del sistema. De esta forma podemos estudiar los electrones responsables de los efectos de correlaciones eléctronicas o de inestablidades a baja temperatura. Por el otro lado nos permite una medida directa de la función espectral dándonos una información muy preciada acerca de las interacciones dominantes en estos compuestos. En esta tesis se han estudiado dos de estos óxidos de baja dimensionalidad mediante ARPES, pertenecientes a los llamados bronces de Molibdeno. La fase Magneli monoclínica cuasi-2D eta-Mo4O11 presenta un comportamiento metálico 2D a temperatura ambiente y dos transiciones a ODC a 109 K y 30 K respectivamente. Entre los principales resultados se encuentra una determinación completa de su estructura electrónica y de su SF a temperatura ambiente. Los resultados experimentales muestran un acuerdo excelente con cálculos teóricos previos, poniendo de manifiesto el modelo de encaje "escondido" de la SF que explicaba las inestabilidades de ODC aparecidas en este compuesto. También se encuentra una forma muy particular para los espectros de fotoemisión dificilmente explicables a partir de un modelo usual de LF. El posible origen de estas formas espectrales puede tener que ver con efectos de separación carga-espín de acuerdo a un modelo de LL, a la dispersión debida a defectos superficiales, etc. Con respecto al bronce púrpura cuasi-2D de potasio KMo6O17 se ha determinado su estructura electrónica tanto a temperatura ambiente como a baja temperatura en el estado de ODC que presenta. Entre los principales resultados se encuentran signos distintivos de un acoplamiento débil de Peierls que conduce al estado fundamental de ODC, entre los cuales podemos citar la apertura de un gap al nivel de Fermi en las zonas esperadas (estimado entre 35 y 45 meV) o la modificación de la dispersión de la banda que cruza el nivel de Fermi y la aparición de una llamada banda virtual que indica la nueva periodicidad de la red real en el estado de ODC. De nuevo se encuentran unos espectros anormalmente anchos o la a 8 usencia 4e5 de un borde de Fermi en los espectros de fotoemisión integrada en ángulo, características que pueden explicarse a partir de fenómenos de separación carga-espín de acuerdo a un modelo de LL. Por otra parte, esta forma espectral puede tener que ver con una fuerte interacción electrón-fonón que conduzca a la formación de pequeños polarones como parece suceder en el bronce azul cuasi 1D de potasio K0.3MoO3. Ambos efectos se han encontrado en materiales similares y queda pendiente la elaboración de un modelo que pueda incluir tales efectos para dar una explicación válida a la forma espectral obtenida en esta clase de materiales.

Autor: PASCUAL MAROTO LAURA.
Año: 2005.
Universidad: AUTÓNOMA DE MADRID.
Centro de lectura: INSTITUTO DE CIENCIA DE MATERIALES (CSIC).
Centro de realización: INSITUTO DE CIENCIA DE MATERIALES DE MADRID (CSIC).

Resumen: Se conocía que los materiales de composición LiCrYMn2-YO4 (0 Y 1) con estructura tipo espinela podían tener aplicación como materiales de cátodo para baterías recargables de litio. Estos materiales habían sido sintetizados por reacción de estado sólido y tenían un tamaño de partícula del orden de la micra, lo que dificultaba su uso cuando la batería se cargaba/descargaba a altas corrientes (en tiempos cortos). Con el fin de conseguir altas capacidades a altas corrientes, en este trabajo nos hemos propuesto como objetivo la preparación de materiales de cátodo con tamaño de partícula nanométrico, para ello se han preparado los materiales LiCrYMn2-YO4 (0 Y 1) mediante una adaptación del método de síntesis por combustión a nuestro caso particular. Hemos sustituido los combustibles convencionales por azúcar comercial y hemos optimizando las condiciones de reacción (cantidades de azúcar) para obtener los mejores rendimientos.También se ha estudiado cómo varía el tamaño medio de las partículas con tratamientos posteriores a temperaturas crecientes, y en definitiva se ha analizado y comprendido cómo el tamaño de partícula condiciona la capacidad del material para diferentes corrientes. En este trabajo de Tesis, los materiales se han caracterizado por análisis térmico (ATD-TG), difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de transmisión (TEM). Las propiedades eléctricas se han medido utilizando la espectroscopia de impedancia. La caracterización electroquímica se ha realizado mediante medidas galvanostáticas. Se ha demostrado que se puede utilizar azúcar (sacarosa) como combustible en la síntesis por combustión de los materiales LiCrYMn2-YO4 con (0 Y 1). El método de síntesis desarrollado nos ha permitido obtener materiales con tamaño de partícula nanométrico (5-10 nm) y estructura tipo espinela. Una relación de sacarosa/reactivos=1.5 hace que la reacción transcurra de manera espontánea y controlada. Estos materiales están impurificados con restos de azúcar y una pequeña cantidad de Mn3O4. La purificación de los materiales se consigue mediante un tratamiento térmico de 400ºC. Para conseguir los materiales de composición estequiométrica es necesario tratarlos a 700ºC durante 1 hora. En comparación con la síntesis por reacción de estado sólido, la síntesis por combustión es más rápida (1 hora frente a 48 horas) y el producto estequiométrico tiene un tamaño medio de partícula más pequeño (50 nm frente a 180 nm). El tamaño de partícula de los materiales LiCrYMn2-YO4 aumenta con el tratamiento a temperaturas crecientes en el rango 400ºC-1100ºC. Entre 400ºC y 700ºC el tamaño de partícula aumenta poco, desde 9 nm hasta 46 nm. Entre 700ºC y 1100ºC el tamaño de partícula aumenta notablemente desde 46 nm hasta 1560 nm. El contenido de Cr no mejora la conductividad eléctrica de los materiales LiCrYMn2-YO4 que son semiconductores tipo-n. Los iones implicados en la conducción son el Mn3+ y Mn4+. Las curvas galvanostática presentan un plateau a 4V debido al Mn y otro a 4.8V debido al Cr. Las capacidades de descarga medidas a estos potenciales se ha analizado en función del tamaño de partícula. En los dos casos la capacidad decrece linealmente con el tamaño de partícula siendo la pendiente tanto mayor cuanto mayor es la corriente a la que se produce la inserción de los iones Li+ en el material de cátodo. Se ha determinado el coeficiente de difusión de los iones Li+ en el material de contenido en cromo Y=0.2. El coeficiente de difusión varía con el grado de inserción del Li+ dentro del material (entre 1 10-9 y 5 10-11 cm2/s), pero la variación no es gradual. El coeficiente de difusión es el mismo en dos muestras de tamaño de partícula muy diferentes (88nm y 1134nm). La capacidad de descarga disminuye con el ciclado, la pérdida de capacidad es mayor en los materiales de cátodo que tienen menor tamaño de partícula. Los materiales de cátodo se han probado en baterías de ión-litio en las cuales se utilizó como ánodo grafito o nanofibras de carbono. La 8 capacid 463 ad disminuye con la corriente y con el ciclado y la disminución es mayor que en la batería que tiene litio metálico. Con los materiales LiCr0.1Mn1.9O4 hemos preparado una batería tipo botón (CR2032) de 13 mAh de capacidad y voltaje de trabajo de 4V. Esta batería se ha utilizado como fuente de alimentación de un transmisor. El hecho de que la batería sea recargable abre nuevas posibilidades de aplicación frente a las pilas (no recargables) que se utilizan actualmente para alimentar al transmisor.

Autor: RIVIÈRE HERRERA PAULA.
Año: 2005.
Universidad: AUTÓNOMA DE MADRID.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS, U.A.M..
Centro de realización: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA, U.A.M..

Resumen: Cuando una molécula interacciona con una superficie pueden ocurrir varias cosas: sus enlaces internos pueden romperse para formar otros, o bien puede ser reflejada, en cuyo caso puede haber cambios en la dirección (difracción) o en la energía interna (rotación o vibración). Estos cambios pueden estudiarse para extraer información tanto sobre la superficie como sobre la interacción molécula-superficie. El H2 es la molécula más simple y, por tanto, el estudio de su interacción con superficies periódicas es el primer paso para la comprensión de los mecanismos atómicos involucrados en las interacciones molécula-superficie. En este tipo de sistemas, se pueden despreciar en general las vibraciones de la superficie (los fonones), así como las excitaciones electrón-hueco (trabajando dentro de la aproximación de Born-Oppenheimer). Con ambas aproximaciones, el sistema molécula-superficie consta de seis dimensiones. La superficie de NiAl(110) reviste un especial interés dentro de las aleaciones ordenadas por varias razones: en primer lugar, exhibe una estructura relajada en la que los átomos de Ni y Al están a diferentes alturas, lo que ha despertado mucho interés, tanto teórico como experimental, en los últimos años. En segundo lugar, combina un metal de transición reactivo, el Ni, con un metal noble no reactivo, el Al. Esto causa una gran selectividad para la adsorción disociativa del H2 en función del sitio sobre la superficie. En esta tesis se presenta un estudio completo del sistema H2/NiAl(110). En primer lugar se ha calculado la superficie de energía potencial para los sistemas H/NiAl(110) (en tres dimensiones) y H2/NiAl(110) (en seis dimensiones), utilizando para ello la Teoría del Funcional de la Densidad. La estructura de la superficie de NiAl(110) obtenida se ha comparado con los resultados experimentales y teóricos disponibles. Se han interpolado los datos obtenidos con el Procedimiento de Reducción de la Rugosidad, y se han comparado las características de la superficie de energía potencial para ambos sistemas con trabajos anteriores. Así mismo, se ha estudiado el caso de NiAl(110) con H adsorbido en la superficie. Se han realizado diversos estudios dinámicos utilizando tanto un método de trayectorias clásicas como un método cuántico de paquetes de onda dependientes del tiempo, el TDWP. Con ambos métodos se han estudiado tanto la disociación y su dependencia con las condiciones iniciales como la reflexión y la difracción. En este último caso, se ha utilizado para los cálculos clásicos un método de discretización que permite obtener intensidades de picos de difracción. Además, se han realizado cálculos clásicos para difracción con una energía de incidencia muy alta (400 eV). Los mecanismos dinámicos involucrados en la disociación se han estudiado en detalle mediante cálculos clásicos en 2, 3 y 4 dimensiones, así como en zonas reducidas de la superficie de energía potencial. Por último, se ha realizado un estudio detallado de la difracción de átomos de hidrógeno por superficies metálicas modelo, comparando los resultados obtenidos con un método de trayectorias clásicas con aquellos obtenidos con un método cuántico, el Multiconfiguration Time-Dependent Hartree, o MCTDH. Se ha hecho así mismo un análisis del origen de las diferencias entre los resultados obtenidos con ambos métodos para distintas condiciones de incidencia.

Autor: González Pascual César.
Año: 2005.
Universidad: AUTÓNOMA DE MADRID.
Centro de lectura: Facultad de Ciencias, U.A.M..
Centro de realización: Física Teórica de la Materia Condensada.

Resumen: Durante la tesis se han combinado dos métodos basados en DFT (teoría del funcional de la densidad) para la busqueda de las estructuras de mínima energía de los sistemas estudiados: uno rápido (FIREBALL) para explorar el espacio de fases y otro más exacto (CASTEP) para refinar. Esta evidencia no es suficiente para determinar la estructura buscada, con lo que se realizan simulaciones STM (microscopio efecto túnel) para comparar con el experimento. Para ello emplearemos el modelo desarrollado por nuestro grupo, basado en el formalismo de Green-Keldysh para sistemas fuera del equilibrio. Estos cálculos teóricos se combinan con experimentos (STM, STS, fotoemisión, LEED, RBS) para llegar a una perfecta comprensión de los complejos sistemas estudiados a lo largo de la tesis: Se/GaAs(001)-2x1. Se estudia la pasivación química y electrónica de la superficie GaAs(001) con Se (la primera es exitosa y la segunda sólo para los sustratos dopados tipo n). A partir de datos de fotoemisión llegamos a que se termina tipo Ga2Se3. Comparando los cálculos energéticos tenemos 3 estructuras que compiten. La alta corrugación observada en la imagen STM solo se logra para estructuras con un Se superficial (lo que descarta los modelos con dímeros), lo que nos lleva a proponer el modelo 3B. Ga/Si(112)-6x1. Estudiamos la formación de cadenas metálicas sobre superficies semiconductoras. Los cálculos teóricos y el STM experimental desechan el modelo originalmente propuesto, por lo que buscamos uno nuevo. El que mejor reproduce las nuevas imágenes STM (y tiene menor energía) es un modelo con 2 cadenas (en lugar de una ) de 5 Ga con un hueco. Estas vacantes forman un zigzag que reproduce lo obsevado en el STM. El sistema posee fluctuaciones en el extremo de la cadena de Ga más alta, esto se explica con la formación de un dímero Ga-Si que permite dichas fluctuaciones sin que la imagen de estados llenos cambie. Por último, el nuevo modelo es semiconductor (con un "gap" similar al observado con el STS) y posee todos sus "dangling-bonds" saturados, por lo que la superficie queda pasivada químicamente. In/Si(111)-4x1=>4x2 (8x2). Estudiamos la transición de fase estructural y metal-semiconductor de este sistema con la temperatura. La estructura 4x1 de altas T estaba bien caracterizada: posee dos cadenas de In en forma de zigzag sobre la superficie. Llegamos a la estructura 4x2 semiconductora de baja T (no encontrada hasta entonces) que se obtiene a partir de la 4x1 combinando 2 efectos: cizalladura (movimiento rígido entre ambas cadenas) y dimerización de los In externos. Combinamos las 4 configuraciones 4x2 equivalentes para llegar a la reconstrucción 8x2. Mediante dinámica molecular hemos entendido qué ocurre a todas las temperaturas: a bajas, el sistema no tiene suficiente energía para atravesar las barreras, quedando congelado en una 8x2; a altas, el sistema fluctúa entre las configuraciones equivalentes, por lo que se observa en promedio una reconstrucción 4x1 (STM) que es metálica ya que, en su fluctuación, el sistema encuentra gran cantidad de estructuras metálicas; para T intermedias, se observa una tercera estructura: 4x1 semiconductora (el sistema fluctúa más despacio con lo que encuentra menos estructuras metálicas). Las fluctuaciónes dinámicas explican las tres estructuras.

Autor: IRISO ARIZ UBALDO.
Año: 2005.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: UNIVERSIDAD DE BARCELONA.
Centro de realización: UNIVERSITAT DE BARCELONA.

Resumen: En esta tesis se ha estudiado el fenómeno de las nubes electrónicas (electrón cloud) en el "Relativistic Heavy Ion Collider" (RHIC), el acelerador de iones pesados de Brookhaven National Laboratory, en Nueva York. Cuando este fenómeno tiene lugar, supone una limitación en las prestaciones del acelerador en forma de aumentos de presión en el interior de la cavidad, inestabilidades en el haz de partículas, o cargas de calor en la cavidad. El electrón cloud depende de las propiedades superfíciales de la pared de la cavidad y de las propiedades del haz de partículas. Se ha instalado un detector de electrones que funciona regularmente y permite analizar los casos de electron clouds en RHIC. Esto permite obtener diagnósticos fiables sobre las razones de los aumentos de presión en el interior de la cavidad de vacío. Diferentes códigos de simulación se han comparado con los resultados experimentales, y eso ha permitido ajustar los modelos teóricos sobre la formación del electron Cloud. Estos códigos de simulación son mundialmente usados para estudiar el electron cloud en diferentes aceleradores, y su tiempo CPU puede durar desde horas a días. En cambio, en esta tesis se ha desarrollado un modelo que describe la formación del electron cloud mediante "mapas" basados en formas iterativas "bunch-to-bunch". Estos mapas permiten describir la formación del electron cloud de cuyo tiempo CPU no supera el milisegundo. Además, modelos teóricos basados en estos mapas predicen movimientos caóticos en el eclectron cloud.

Autor: Fleta Corral María Celeste.
Año: 2005.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: Instituto de Microelectrónica.
Centro de realización: Instituto de Microelectrónica de Barcelona, IMB-CNM (CSIC).

Resumen: Esta tesis doctoral está dedicada al desarrollo de una tecnología de detectores de radiación de silicio resistentes a altas dosis de radiación. En primer lugar se presenta un estudio comparativo de los substratos de silicio Float Zone estándar y oxigenado y Czochralski magnético (MCZ) tipo N, encontrándose que el silicio es el más resistente a dosis de radiación elevadas y el más estable para tiempos de recocido largos. Seguidamente se realiza un estudio comparativo del funcionamiento y dificultades tecnológicas de las diferentes estructuras de detectores de micropistas: p-sobre-n, n-sobre-p y n-sobre-n. Desde el punto de vista de la colección de carga los detectores n-sobre-p son los que presentan un mejor comportamiento frente a la radiación. Además, se ha encontrado que el silicio N es extraordinariamente resistente al cambio de dopaje efectivo causado por la radiación.

Autor: Colominas Fuster Sergi.
Año: 2005.
Universidad: RAMÓN LLULL.
Centro de lectura: Escuela Técnica Superior IQS.
Centro de realización: Escuela Técnica Superior IQS.

Resumen: Una de las posibles alternativas para disminuir el inventario readiotóxico del combustible nuclear gastado es el uso de reactores del tipo ADS (Accelerator Driven System). Estos reactores requieren el desarrollo de nueva tecnologías, por ejemplo, diseñar sistemas de refrigeración con metales fundidos y el empleo de Pb o 44.5% Pb - 55.5% Bi (LBE) como blanco de estalación. El uso de metales líquidos en este tipo de reactores requiere un estricto control de su contenido en oxígeno. Con el objetivo de estudiar la química del oxígeno en el LBE fundido, se propone el uso de sensores potenciométricos de oxígenos basados en electrolitos en estado sólido. Se ha estudiado la respuesta de estos sensores al utilizar diferentes sistemas de regencia (In/In2O3, Sn/son y Pt/aire), el uso de distintos materiales como electrodo de trabajo (hilo de molibdeno, acero P22, acero inoxidable 304 y 316L y platino), la influencia de la temperatura en la respuesta de los sensores y el empleo de gases de cobertura en el LBE con un contenido diferente de oxígeno. La presencia de impurezas metálicas puede modificar las propiedades químico-físicas del LBE, especialmente la química del oxígeno en el metal fundido. Por este motivo, se ha estudiado la respuesta de los sensores de oxígeno al utilizar In y Sn como impurezas metálicas en el LBE fundido. La diferencia de potencial que proporciona el sensor se puede relacionar con la presión parcial de oxígeno en el LBE mediante la ecuación de Nerst. Sin embargo, no es posible establecer una relación directa entre concentración de oxígeno y diferencia de potencial medida en el sensor. Mediante el uso de un sensor potenciométrico de oxígeno y una celda electroquímica desarrollada, se ha obtenido por vía columbimétrica una ecuación preliminar que relaciona las dos variable antes citadas.

Autor: Megías Fernández Eugenio.
Año: 2005.
Universidad: GRANADA.
Centro de lectura: Facultad de Ciencias.
Centro de realización: Facultad de Ciencias, Universidad de Granada.

Resumen: Se desarrolla el método del heat kernel en el contexto de Teoría Cuántica de Campos a Temperatura Finita. Se considera un gauge general y en presencia de campos escalares que pueden ser no abelianos y no estacionarios. El loop de Polyakov surge a temperatura finita como un nuevo operador covariante gauge. Para QCD se aplica este método al cálculo de la acción efectiva en el régimen de temperatura alta. El resultado es invariante gauge. Se obtiene asimismo la acción de la teoría dimensionalmente reducida. Para modelos de quarks quirales, concretamente Nambu--Jona-Lasinio y Modelo Quark Espectral, se aplica el método para obtener el lagrangiano de Teoría Quiral de Perturbaciones a temperatura finita. El acoplamiento del loop de Polyakov con estos modelos permite resolver algunas inconsistencias que presentan en su tratamiento estándar a temperatura finita: generación de estados multiquarks, contaje en Nc, etc.

Autor: ROMAGUERA ALBENTOSA MIREIA.
Año: 2005.
Universidad: VALENCIA.
Centro de lectura: FACULTAT DE FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAT DE FÍSICA.

Autor: ÁLVAREZ SÁNCHEZ MARIA DEL MAR.
Año: 2005.
Universidad: AUTÓNOMA DE MADRID.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS. UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID.

Resumen: El objetivo principal de esta Tesis ha sido el desarrollo, caracterización y aplicación de un biosensor nanomecánico basado en micropalancas. Las principales ventajas de este tipo de sensores radican en su alta sensibilidad teórica, el pequeño tamaño del área sensora (1000 m2), la lectura directa sin necesidad de marcadores, su compatibilidad con la tecnología microelectrónica que permite la fabricación de matrices de micropalancas y su capacidad de integración para conseguir microsistemas portátiles. El trabajo realizado puede dividirse en dos partes: En la primera se ha desarrollado un biosensor nanomecánico basado en una micropalanca y se ha estudiado su respuesta mecánica ante dos tipos de reconocimientos biomoleculares diferentes, la interacción entre un antígeno y un anticuerpo y la hibridación entre cadenas de ADN. Con el fin de optimizar el dispositivo se ha realizado una caracterización de las micropalancas en función de sus dimensiones. En la segunda parte se ha desarrollado una plataforma de lectura simultánea de varias micropalancas y se ha demostrado su funcionamiento tanto en modo estático como dinámico, aplicándose posteriormente, a la caracterización de matrices de micropalancas. La primera aplicación llevada a cabo con este biosensor es la detección con alta sensibilidad del reconocimiento molecular de anticuerpos monoclonales específicos del pesticida DDT. Para ello se ha controlado en tiempo real la funcionalización de una de las superficies de la micropalanca con el hapteno del pesticida. Esta activación ha sido realizada mediante la técnica de monocapas auto-ensambladas, incluyendo la formación de múltiples capas con el fin de obtener la configuración adecuada para inmovilizar el receptor. Se ha demostrado la capacidad del dispositivo para detectar concentraciones de anticuerpo menores a 5g/ml, así como la posibilidad de regeneración de su superficie sin pérdida de efectividad en reconocimientos posteriores. Se ha demostrado también la aplicabilidad de los ensayos competitivos para la detección del DDT en disolución con distintas concentraciones. Este trabajo muestra el potencial de este nuevo tipo de sensores para el control medioambiental. En segundo lugar, dado el gran interés que ha despertado la genómia en el desarrollo de nuevas técnicas, se han realizado estudios de inmovilización e hibridación de cadenas simples de ADN. Para ello, se han medido en el tiempo real la inmovilización de cadenas de ADN modificadas con un grupo tiol. Se han seguido dos protocolos de recubrimiento de superficies diferentes: formación de una monocapa pura de cadenas de ADN tiolado y formación de una monocapa mixta de cadenas de ADN tiolado y MCH. La reacción de hibridación que se produce en ambos recubrimientos no produce una señal de deflexión distinguible ni reproducible, a diferencia de la reacción entre un antígeno y su anticuerpo. Se ha demostrado la necesidad (para la detección de la reacción de hibridación) de micropalancas más sensibles que las comerciales utilizadas (k=0.1 N/m), así como la conveniencia de realizar medidas diferenciales que permiten eliminar los efectos externos a la propia reacción, como ligeros cambios de temperatura o de pH que pueden dar lugar a cambios de tensión superficial del mismo orden o mayores que los esperados en la hibridación (mN/m). Con el fin de aumentar la sensibilidad de las micropalancas (tal y como demandan las medidas de hibridación de ADN), se ha realizado una caracterización de las propiedades mecánicas (constante elástica, frecuencia de resonancia y factor de calidad) de los micropalancas fabricadas en la sala blanca del CNM de Barcelona, en función de sus dimensiones. La constante elástica se ha determinado por tres métodos diferentes: uno estático (mediante AFM) y dos dinámicos (método de Sader y método de Cleveland). Se ha demostrado, que la disminución de la constante elástica de las micropalancas (para un espesor fijo de 0.334 m) produce una amplificación de la respuesta de deflexión generada por un cierto cambio de tensión. Por último, se ha desarrollado una plataforma de lectura de la respuesta nanomecánica (estática y dinámica) de matrices de micropalancas, basado en la detección ó 8 ptica de 4f5 la deflexión del haz y en el barrido automatizado de un diodo láser. El sistema de control de movimiento del diodo láser se realiza mediante un actuador magnético, controlado por software ("Voice-coil") y permite enfocar secuencialmente las distintas micropalancas, con una resolución en la posición de 100 nm. El sistema de lectura desarrollado presenta una serie de ventajas frente a otras técnicas existentes, tales como la versatilidad (ya que es independiente de las dimensiones de las micropalancas y del espaciado entre las mismas), la posibilidad de lectura de hasta 100 micropalancas por segundo o la reducción del número de elementos (diodos y fotodectores) con la consiguiente simplificación en la alineación de éstos. Se ha demostrado el funcionamiento de la plataforma, tanto en la detección de la señal de deflexión como de la frecuencia de resonancia.

Autor: VEGA GONZALEZ JOSE LUIS.
Año: 2005.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS (UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID).

Resumen: Esta memoria de investigación analiza los procesos de difusión y vibración de átomos y moléculas absorbidos sobre superficies metálicas. Se ha realizado un tratamiento clásico y cuántico par analizar las propiedades de transporte que tienen lugar en la interacción adsorbato-superficie. El empleo de un formalismo teórico clásico de procesos estocásticos y haciendo uso de conocimientos en mecánica estadística y dinámica no lineal nos ha servido para analizar este tipo de fenómenos y comaprarlos con el experimento. Desde el punto de vista cuántico, hemos tenido en cuenta el intercambio de energía adsorbato superficie y hemos hecho uso de un tratamiento de segunda cuantización para analizar dicho problema, considerando el sistema adsorbato-superficie como un problema de sistema abierto en el que un oscilador harmonico está acoplado a un conjunto de osciladores harmonicos que representan a la superficie. Por primera vez en esta memoria se ha empleado la teoría de Kramers de superficies para analizar este proceso de difusión, así como se ha desarrollado un formalismo teórico que tiene en cuenta el proceso de difusión asistido por el de vibración de forma conjunta.

Autor: DA ROLD LEANDRO.
Año: 2005.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: UNIVERSITAT AUTÒNOMA DE BARCELONA.
Centro de realización: UNIVERSITAT AUTÓNOMA DE BARCELONA.

Resumen: En esta tesis se estudia la ruptura de simetrías en teorías con dimensiones extra. La motivación principal es que la física de dimensiones extra provee nuevos mecanismos de ruptura de simetrías. En particular se estudian la ruptura de la simetría quiral de QCD y la ruptura de la asimetría electro débil (EW) del Modelo Estándar (SM). En la primera parte se propone un modelo efectivo 5D que describe la ruptura quiral en el sector de mesones. Se describen los sectores escalar, psudoescalar, vectorial y axial de mesones mediante un modelo en espacio curvo 5D. El modelo es débilmente acoplado y por eso es posible realiza cálculos analíticos. Se predicen las masas, constantes de decaimiento y acoplamientos entre los mesones en términos de los parámetros 5D. También se calculan condensados y los parámetros del lagrangiano quiral de piones de QCD. Todas las prediciones coinciden con los resultados experimentales dentro del rango de validez del modelo. Las predicciones son robustas y algunas relaciones son consecuencia de la asimetría gauge 5D. En segundo lugar se estudia la ruptura de la simetría EW en un modelo con un Higgs compuesto en el marco de una teoría 5D en AdS. El modelo es realista. La ruptura EW es un efecto dinámico debido principalmente a contribuciones del topo. En una región grande el espacio de parámetros los observables de precisión EW son compatibles con sus cotas experimentales. La interacción Zbb está protegida por una simetría. El modelo predice un Higgs liviano cuya masa está correlacionada con la masa de la resonancia fermiónica más ligera. El top Right es esencialmente una partícula compuesta, por lo que se esperan desviaciones, respecto del SM en este sector. Por último se presenta un método para calcular correcciones radiativas en teorías con dimensiones extra. El método es muy útil para separar contribuciones finitas y divergentes.

Autor: ORTEGA CEJAS VICENTE.
Año: 2005.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA.

Resumen: En la presente Tesis se estudia el efecto de retrasos temporales y memorias espacio-temporales en la formación y propagación de frentes de onda en sistemas de reacción-difusión. La inclusión de estos retrasos y memorias implica cambios cualitativos y cuantitativos respecto a situaciones donde éstas son despreciadas, lo que nos permite la elaboración de modelos que reproducen con bastante fidelidad los datos observados en proceso biológicos como la colonización de un territorio por una especie, la extinción de una especie nativa como consecuencia de la parición de una especie invasora o el ataque vírico sufrido por una colonia de bacterias. En primera instancia se analiza detalladamente el caso de la existencia de un único tiempo de retraso en el sistema, lo que conlleva a que la descripción matemática del fenómeno se realice mediante una ecuación en derivadas parciales de tipo hiperbólico en lugar de la ecuación clásica de reacción-difusión que es de tipo parabólico. La ecuación hieprbólica destaca por preservar la causalidad en nuestro sistema, evitando la existencia de señales que se propaguen con velocidad infinita. Al mismo tiempo, dicha ecuación conserva una cierta simplicidad matemática lo que hace que resulte muy buena candidata para acercar la física a otras disciplinas como la biología, la ecología o la sociología. En segundo lugar se proponen formas alternativas de introducir el retraso temporal y de tener en cuenta la existencia de memorias (tanto espaciales como temporales) en el sistema. El estudio de la variación del comportamiento de los frentes en función de las características de los retrasos y memorias incluidos nos hace ver que las diferencias respecto al caso clásico, pueden ser muy relevantes e incluso, a veces, sorprendentes.

Autor: RUBI DIEGO.
Año: 2005.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: INSTITUTO DE CIENCIA DE MATERIALES DE BARCELONA.
Centro de realización: ESCUELA DE POSTGRADO UAB.

Resumen: Desde la invención del transistor en la década del 40', los dispositivos electrónicos han basado su funcionamiento en la manipulación de la carga del electrón para almacenar o procesar información. Sin embargo, desde hace tiempo se viene realizando un intenso trabajo de investigación destinado a la implementación de una nueva generación de dispositivos, denominados de electrónica de espín o espintrónica, que además de aprovechar la carga del electrón puedan hacer uso de su grado de libertad de espín. Entre los materiales con potencial aplicación en dispositivos de espintrónica hay que mejorar: 1,- Los materiales ferromagnéticos con una banda de conducción completamente polarizada en espín (tales como las manganitas, dobles perovskitas, o algunas aleaciones Heussler, entre otros. 2,- Los semiconductores magnéticos diluidos (DMS), obtenidos al diluir cationes magnéticos como el Co o el Mn en semiconductores standars como ZnO, SnO2, TiO2. El marco general del trabajo desarrollado en esta tesis ha sido la síntesis y el estudio de las propiedades estructurales, magnéticas, eléctricas y espectroscópicas tanto de materiales ferromagnéticos polarizados en espín (dobles perovskitas de Fe-Mo, en particular) como de sistemas DMS (ZnO dopado con Co y Mn). En primera instancia, se describe la síntesis y caracterización de dobles perovskitas cerámicas de tipo A2FeMoO6 (A=Ca o Sr). En particular, el trabajo se centró en el desarrollo de métodos que permitan elevar la temperatura de Curie de estos materiales -ampliando de esta manera el rango de operabilidad de posibles aplicaciones. Posteriormente se aborda el estudio de muestras policristalinas nanomagnetismo, y a la exploración del papel que juegan los defectos puntuales en la estabilización de dicha interacción. En todos los casos, se ha logrado una adecuada comprensión de la física de estos materiales, habiéndose desarrollado en paralelo distintos métodos de control de su interacción magnética, abriendo nuevas avenidas que podrían permitir finalmente su funcionalidad en dispositivos.

Autor: GARCIA GARCIA DANIEL.
Año: 2005.
Universidad: SALAMANCA.
Centro de lectura: SALA MENOR DE LA HOSPEDERIA DEL COLEGIO FONSECA.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: En este trabajo se exponen los estudios realizados en el Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Salamanca entre los años 2002-2006 sobre la magnetoimpedancia en hilos amorfos centrando nuestra atención en su dependencia con la frecuencia en el intervalo comprendido entre 0.1 y 30 MHz. Los objetivos marcados han sido el diseño de un sistema de medida de magnetoimpedancia preciso hasta decenas de MHz, la obtención, análisis y posterior modelización de los resultados experimentales en distintas composiciones. En el capítulo 1 se realiza una introducción acerca de los conceptos generales relacionados con los hilos amorfos y la magnetoimpedancia. En el capítulo 2 se explica el proceso de fabricación de los hilos amorfos así como las pruebas de caracterización realizadas una vez obtenidos. Al final de este apartado describimos el montaje del sistema de medida y adquisición de datos de magnetoimpedancia. Debido a las frecuencias de operación, este paso ha sido estudiado en detalle. En la sección de resultados (capítulo 3) el estudio de la magnetoimpedancia en cada composición se divide en tres partes, una primera donde se mencionan sus características, la segunda donde se exponen y analizan los datos de la magnetoimpedancia en función de la frecuencia, poniendo interés especial en los porcentajes máximos de magnetoimpedancia alcanzados. En este apartado pondremos de manifiesto el efecto en la magnetoimpedancia de la composición a través de la constante de magnetostricción. En tercer lugar, usaremos dos modelos teóricos simples basados en el efecto skin clásico que permiten entender y reproducir adecuadamente los resultados experimentales. Una vez mostrados los resultados en todos los hilos, se comentaran y compararán de forma resumida indicando las conclusiones obtenidas. En el capítulo 4 mostraremos la influencia de los tratamientos térmicos en corriente poniendo de manifiesto su importancia en los hilos amorfos para mejorar la magnetoimpedancia.

Autor: CUESTA LÓPEZ SANTIAGO.
Año: 2005.
Universidad: ZARAGOZA.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: El estudio de la dinámica, estructura y función de macromoléculas como las proteínas, más conocido como proteómica, ha cobrado una reciente actualidad tras el establecimiento de las bases necesarias para el descifrado del genoma humano. En las últimas décadas , tanto los avances informáticos como el conocimiento previo de diversas técnicas de simulación computacional aplicadas con éxito en otras ramas de la ciencia, han proporcionado las herramientas necesarias para abordar problemas tan complejos como la dinámica inherente a la formación de la estructura terciaria de las proteínas: "The protein folding problem". La función de las proteínas está directamente relacionada con su estructura tridimensional (estructura nativa). Los defectos de plegamiento ocasionan fallos en su función que pueden ser causa de enfermedades y procesos degenerativos. En nuestro trabajo nos hemos centrado en una serie de casos particulares de interés clínico y biológico, en los que se analizó la dinámica del proceso de plegamiento, y caracterizó los diversos factores que influyen sobre la estabilidad conformacional del conjunto molecular. Uno de nuestros trabajos más destacables ha sido el análisis de la estabilidad estructural de una pequeña proteína modular que es parte importante del receptor biológico encargado de controlar el nivel de colesterol en la sangre: El receptor de lipoproteínas de baja densidad (LDL-r). Los defectos genéticos en esta proteína de membrana dan lugar a la enfermedad conocida como Hipercolesterolemia Familiar. Nuestros resultados, obtenidos usando simulación molecular, han ayudado a caracterizar el impacto estructural/funcional originado por mutaciones detectadas clínicamente en pacientes. Este estudio nos ha permitiendo sentar las bases de un método de diagnosis computacional con un alto valor de predicción sobre mutaciones aún no detectadas clínicamente y que podría ser fácilmente extensible a otras enfermedades con un origen molecular similar. Por otra parte, la comprensión del mecanismo de trascripción genética del ADN es un verdadero reto que abarca numerosos campos y disciplinas científicas. Una parte importante de la presente Tesis doctoral ha estado dedicada a intentar profundizar en los distintos modelos teóricos existentes y mejorarlos combinando tanto trabajo experimental como computacional. Nuestros resultados han permitido explicar parte del papel que juegan las fluctuaciones térmicas dependientes de la secuencia sobre la interacción de la doble hélice con el conjunto de la compleja "maquinaria molecular" que gobierna el proceso de la expresión genética. Complementariamente, hemos logrado diseñar una serie de modelos no lineales que describen la dinámica de desnaturalización de conformaciones de ADN en forma de horquilla, "DNA-hairpins". Estas estructuras son de gran importancia en estados intermedios de los procesos de recombinación, replicación o trascripción, pero también son usadas para diseñar pruebas moleculares ("Molecular beacons") dedicadas a la identificación de secuencias genéticas específicas, lo que puede ser aplicado en la detección temprana de diversos tipos de cáncer. Nuestros resultados de Dinámica Molecular han caracterizado el papel que juegan sus características y diseño estructural sobre las propiedades termodinámicas que exhiben experimentalmente.

Autor: CHROBAK FEDERICI RICARDO.
Año: 2005.
Universidad: VIGO.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS DE ORENSE.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS DE ORENSE.

Autor: PEÑA HIDALGO M. VANESSA.
Año: 2005.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.

Resumen: El objetivo de esta tesis es el estudio de las propiedades de magnetotransporte en distintas estructuras epitaxiales donde las interfases son especialmente complejas y varios factores como el desorden interfacial, la rugosidad, la interdifusión, la tensión epitaxial, etc. Pueden modificar las propiedades físicas. Por una parte se caracteriza el comportamiento de películas delgadas de manganitas de lantano y calcio (óxidos con magnetorresistencia colosal) sobre diferentes grados de tensión epitaxial. El crecimiento presenta distintos estados dependiendo de que la tensión que impone el substrato sea de tracción o comprensión en el plano basal modificando las propiedades de las películas. Así se encuentra que en condiciones de tracción no se observa segregación química ni separación de fases electrónica a escala atómica, pero las propiedades de transporte y magnéticas se ven reducidas, mientras que en condiciones de compresión no hay segregación química, pero si separación de fase electrónica, siendo las propiedades de estas películas las correspondientes al material en volumen. Por otra parte se han estudiado heteroestructuras ferromagnetico/superconductor de óxidos (LCMO/YBCO), con interfases complejas, para buscar nuevos efectos dependientes del espín en las propiedades de transporte. La superconductividad en las interfases esta deprimida pro varios factores como la transferencia de carga, la inyección de espines o el efecto de proximidad F/S. Se presentan experimentos para discutir estos mecanismos que suprimen la super conductividad. En particular, se discute como la temperatura critica del superconductor depende de la orientación relativa de las imanaciones de las capas F, ando lugar a un nuevo efecto de magnetorresistencia gigante de interese para posibles aplicaciones de espintronica.