Libro de resumenes_del _xxv_cnf

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libro de resumenes articulos XXV congreso nacional de fisica Armenia quindio

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Libro de resumenes_del _xxv_cnf

  1. 1. Impresión cofinanciada por el Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación Colciencias
  2. 2. LIBRO DE RESÚMENES XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA Director del Congreso Hernando Ariza Calderón ************************* UNIVERSIDAD DEL QUINDÍO Alfonso Londoño Orozco Rector Patricia Landázuri Vicerrectora de Investigaciones Orlando Salazar Salazar Vicerrector Académico Clara Inés Aristizábal Roa Vicerrectora Administrativa Eduardo Arango Posada Decano facultad de Ciencias Básicas y Tecnologías ****************************** COMITÉ CIENTÍFICO Diego Arias Edgar A. Gómez Fernando Gordillo Gerardo Fonthal Hernando Correa Julio César Mosquera Liliana Tirado ****************************** Diseño y Diagramación Joam Manuel Rincón Liliana Tirado M. Lina Marcela Soto Editores Liliana Tirado Mejía Hernando Ariza Calderón XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 ************************* SOCIEDAD COLOMBIANA DE FÍSICA José Herman Muñoz Ñ. Presidente Hernando Ariza Calderón Vicepresidente Esperanza Aguilar de Flores Secretaria General Luis Camilo Jiménez Tesorero Alfonso Leyva Director Revista Colombiana de Física Ovidio Almanza Montero César Valenzuela Jairo Alexis Rodríguez Vocales Principales Carátula Joam Manuel Rincón Impresión Litografía – Papelería Luz Ministerio de Cultura. El Centro Nacional del ISSN en Colombia, Biblioteca Nacional, asignó el ISSN 2346-1195
  3. 3. PRESENTACIÓN Una vez más la Universidad del Quindío realiza el Congreso Nacional de Física, una de las actividades más importantes de la Sociedad Colombiana de Física. Para este evento, contamos con la participación de eminentes conferencistas de reconocido prestigio internacional, para cubrir campos de la Física como la Óptica Cuántica, Astrofísica y Gravitación, Nanociencia, Instrumentación y Metrología, Biofísica y Física Médica, Enseñanza de la Física, Simulación y Física Computacional, Física de Partículas, Física no Lineal, Fisicoquímica, Materia Condensada, Física Atómica y Molecular, y Geofísica y Física Aplicada. En esta versión se ha considerado la importancia de la participación de los estudiantes universitarios y de los docentes de enseñanza media como pilares fundamentales en la construcción de las nuevas generaciones dedicadas al campo de las ciencias naturales, como lo es la Física. Específicamente se ha diseñado un capítulo en la Enseñanza Lúdica de las Ciencias Físicas dirigida a profesores de enseñanza primaria y secundaria de los diferentes centros educativos del Eje Cafetero, del Norte del Valle y de otras regiones aledañas. Coherentes con esta filosofía, el Congreso ha ofrecido el apoyo económico a los estudiantes de pregrado y posgrado, así como a profesores de enseñanza media, facilitando su asistencia para que el mayor número de ellos tenga la oportunidad de presentar sus trabajos, estimular el intercambio académico y la interrelación entre estudiantes y profesores de diferentes instituciones con el fin de consolidar redes de investigadores con intereses comunes que lleven a la optimización de recursos a través de vínculos de cooperación, y ofrecerles a los participantes contacto directo con conferencistas de amplia trayectoria en investigación sobre temas de actualidad en el área de la Física. Queremos resaltar la calidad de los trabajos consignados en los resúmenes que corresponden a las 12 áreas antes mencionadas y que serán presentados en ponencias orales y murales, que sin lugar a dudas mostrarán el desarrollo del avance científico de la Física en estos dos últimos años en el país. Y por último queremos resaltar también la nutrida participación de los líderes de grupo de investigación del país, en esta área de la ciencia, presentando los resultados de los últimos años de trabajo. HERNANDO ARIZA CALDERÓN Director XXV Congreso Nacional de Física XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013
  4. 4. CONTENIDO CONFERENCIAS PLENARIAS ........................................................................................... 1 CONFERENCIAS LÍDERES DE GRUPOS DE INVESTIGACIÓN ................................. 11 PONENCIAS ........................................................................................................................ 41 ASTROFÍSICA Y GRAVITACIÓN ................................................................................ 41 BIOFÍSICA Y FÍSICA MÉDICA .................................................................................... 63 ENSEÑANZA DE LA FÍSICA ........................................................................................ 83 FÍSICA COMPUTACIONAL Y SIMULACIÓN .......................................................... 136 FÍSICA DE PARTÍCULAS ........................................................................................... 163 FÍSICA NO LINEAL, COMPLEJIDAD Y CAOS ........................................................ 182 FISICOQUÍMICA, FÍSICA ATÓMICA Y MOLECULAR .......................................... 186 GEOFÍSICA Y FÍSICA APLICADA ............................................................................ 200 INSTRUMENTACIÓN Y METROLOGÍA .................................................................. 231 MATERIA CONDENSADA ......................................................................................... 264 NANOCIENCIA ............................................................................................................ 350 ÓPTICA CUÁNTICA .................................................................................................... 365 ÍNDICE DE AUTORES ..................................................................................................... 377 XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 1
  5. 5. XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 2
  6. 6. CONFERENCIAS PLENARIAS GENERACIÓN Y CARACTERIZACIÓN EXPERIMENTAL DE PARES DE FOTONES ENREDADOS Y FOTONES INDIVIDUALES Alejandra Valencia Laboratorio de Óptica Cuántica, Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia ac.valencia@uniandes.edu.co Hoy en día, la luz, y principalmente la luz láser, ha permitido estudiar conceptos fundamentales de la física y desarrollar nuevas tecnologías en campos tan diversos como la información, las ciencias de la salud y las energías alternativas entre otros. Dentro de una temática tan general como puede ser la luz, la óptica cuántica ha sido de gran interés por su rol fundamental para el entendimiento de la mecánica cuántica y sus aplicaciones como computación cuántica, metrología y criptografía cuántica entre otros. En óptica cuántica, los fotones individuales y los fotones enredados son elementos básicos de estudio. En esta charla describiremos la generación y caracterización experimental de pares de fotones enredados y de fotones individuales. En particular, consideraremos el proceso de generación paramétrica espontanea (SPDC) como una fuente conveniente de pares de fotones enredados, que aparte de su interés intrínseco, son de gran utilidad para generar fotones individuales. Adicionalmente describiremos la caracterización experimental de estas fuentes de luz cuántica tanto en la variable temporal como en la polarización. FABRICATION OF INDIVIDUAL NANO-STRUCTURES AND MEASUREMENTS OF THEIR MAGNETIC PROPERTIES Andreas Berger CIC nanoGUNE Consolider, Tolosa Hiribidea 76, San Sebastian-Donostia, Spain a.berger@nanogune.eu For many years already, nano-structured materials have been successfully produced by appropriate materials processing or wet-chemical methods and they have even become an intricate part of modern technology in many areas of application. For instance, it is the sub10 nm grain structure in modern magnetic recording media that allows for today’s product level information densities of nearly 1,000,000,000,000 bits per square inch. On the other hand, the active shape and position control of nanostructures with nm-scale precision is a far more complex task and requires sophisticated methodologies and instrumentation. Also, the analysis of individual nano-objects in terms of their physical properties is tremendously challenging, simply because the material volume that one is trying to probe is so enormously small. The talk will highlight several experimental techniques that have been utilized during the past years to create individual magnetic nano-structures or geometrically predefined nano-structure arrays. Namely, we will discuss the nowadays quite commonly used electron beam lithography (EBL), as well as the more recently available focused ion beam (FIB) modification and shaping of materials. Lastly, the technique of focused XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 1
  7. 7. electron-beam-induced deposition (FEBID) will be introduced. This technique has been utilized only very recently to make nm-scaled functional materials, specifically magnetic Co-wires and dot-array structures. For the functional magnetic characterization of individual structures we will discuss the use of magnetic force microscopy (MFM) and in more detail, we will explore the potential of magneto-optics as a characterization methodology for individual nano-structures. Specifically, it was demonstrated by our research team that magneto-optics has sufficient sensitivity to observe an individual magnetization reversal process of a single nano-scale object that is far smaller than the light resolution limit. EL BOSÓN DE HIGGS: BÚSQUEDA Y OBSERVACIÓN Bernardo Gómez Moreno Departamento de Física, Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia bgomez@uniandes.edu.co El pasado 4 de Julio de 2012 en el Laboratorio CERN se dio a conocer los resultados de los experimentos del Gran Colisionador de Hadrones de CERN que indican el descubrimiento de una nueva partícula consistente con el Bosón de Higgs. Este es el resultado de una búsqueda de aproximadamente 40 años en pos de la partícula que explica el origen de la masa en el Universo. Se tratan en esta conferencia los aspectos físicos que llevan al bosón de Higgs, la producción de esta partícula en el CERN, sus decaimientos y la observación en diversos canales de decaimiento con resultados publicados del análisis de los datos experimentales. Se discute qué tan factible es que se trate del Bosón de Higgs del Modelo Estándar, o de física más allá de este modelo. Finalmente se proyecta al futuro la investigación que sigue en esta nueva física del Higgs. EL CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN EN ENERGÍA Y MATERIALES (CNPEM) DE BRASIL Y SUS LABORATORIOS NACIONALES Carlos Alberto Aragão de Carvalho Filho Centro Nacional de Investigación en Energía y Materiales CNPEM carlos.aragao@cnpem.br Haremos una descripción de las actividades de investigación y desarrollo del Centro Nacional de Investigación en Energía y Materiales CNPEM en ciencia, tecnología e innovación. En especial, trataremos de enfatizar las relaciones con instituciones académicas y empresas, y su modelo de operación de laboratorios nacionales. Este Centro es el responsable de la gestión de los laboratorios Nacional de Luz Sincrotrón (LNLS), Ciencias Biológicas (LNBio), el laboratorio Nacional de Ciencia y Tecnología del Bioetanol (CTBE) y Nanotecnología (LNNano). Los LNLS opera la única fuente de luz de sincrotrón en América Latina y un conjunto de instrumentos científicos para el análisis de los distintos tipos de materiales orgánicos e inorgánicos; LNBio realiza investigaciones en las áreas fronterizas de Bioscience, centrado en la biotecnología y productos farmacéuticos, la CTBE investiga nuevas tecnologías para la producción de etanol celulósico; LNNano lleva a cabo investigaciones y materiales avanzados, con un gran potencial económico para el país. Los cuatro laboratorios tienen diseñado sus propias agendas de investigación y participan en XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 2
  8. 8. investigación transversal coordinados por CNPEM que articula instalaciones y experiencia científica en torno a temas estratégicos. RAMAN SCATTERING IN LOW DIMENSIONAL SYSTEMS C. Trallero-Giner Centro Latinoamericano de Fisica, Rio de Janeiro trallerocarlos@gmail.com Theoretical and experimental results concerning Raman-active optical phonon modes and exciton-phonon interaction in low dimensional systems are presented. Both Frohlich and optical deformation potential exciton-optical phonon mechanisms has been considered. Resonant Raman spectra have been calculated within standard perturbation theory and polaron approaches. Also, first order and multiphonon resonant Raman scattering processes from confined and interface polar optical phonons in nanocrystal quantum dots are analyzed. In contrast to the most commonly studied nanocrystals of II-VI materials, resonant Raman spectra of colloidal III-V quantum dots QDs show two almost equally intense peaks centered approximately at the longitudinal and transverse optical TO bulk phonon frequencies. The “anomalous” spectra of for InP, InAs and, recently, CdTe QDs are explained in the framework of a microscopic theory for the first-order resonant Raman scattering. A detailed analysis by applying a phenomenological macroscopic approach we have studied polar optical phonons in core-shell semiconductor hybrid nanoparticles. The effects of hydrostatic pressure and temperature on confined and surface-optical-phonon mode optical vibrations are considered. The effects of pressure and temperature on confined LO- and TO-like, and on surface-optical phonon mode in core/shell nanoparticles are explored by Raman scattering. The observed pressure and temperature induced shifts of the Raman spectra are well described by the theoretical calculations, and by applying a fitting procedure to the data we may extract the value for the Grüneisen mode parameters, the anharmonic coupling constants, the core diameter and the shell-to-core radius ratio. PERSPECTIVAS EN LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA César Mora Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada, Unidad Legaria Instituto Politécnico Nacional México D.F. ceml36@gmail.com En esta conferencia se abordan distintos tópicos de interés para la investigación en Enseñanza de la Física tanto para físicos como para profesores de Física. Primero se aborda la noción de programa de investigación en Física Educativa para identificar problemas de investigación en este campo, en el sentido de Lakatos sobre qué senderos de investigación hemos de evitar y cuáles debemos de seguir, además de cómo identificar un buen problema de investigación. Por otro lado, abordamos las tendencias y abusos sobre el uso de diferentes tecnologías para la enseñanza de la Física, mencionamos algunos logros y desafíos futuros así como su relación con otras ciencias experimentales, además de su impacto en los programas curriculares en diferentes ramas de la Física. Finalmente, la necesidad de la transposición didáctica de los saberes científicos en Física al conocimiento XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 3
  9. 9. escolar y su inclusión en los programas curriculares desde la educación elemental a la superior. 150 YEARS OF THERMAL WAVE PHYSICS: FROM BASIC PRINCIPLES TO APPLICATIONS Ernesto Marín Moares Instituto Politécnico Nacional, Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada, Unidad Legaria, México D.F., México emarin63@yahoo.es The photothermal techniques (PT) are experimental methods based on the common principle of changing the thermal state of a material of interest by periodical or step heating and measuring the temperature changes. The periodic absorption of energy without reemission losses leads to sample heating, which at the same time induces changes in temperature dependent parameters of the sample itself and of its surrounding. In a PT experiment usually light is modulated at a 50% duty cycle before it is shined upon the sample which responds with temperature variations which follow the modulation frequency. These periodical temperature oscillations are called thermal waves (TW). They can be detected directly or indirectly, by measuring the changes induced by them in temperature dependent properties of the sample itself or of the medium surrounding it. The name of the particular PT technique is given by the particular form of TW generation and/or detection. The main characteristics of these waves, i.e. amplitude and phase, are not only affected by the way the incident radiation is modulated, but also by the thermal and optical characteristics of the samples being studied and by those properties involved in the light into heat energy conversion process. This leads to very versatile methods where not only thermal properties might be determined by sweeping the modulation frequency over a certain range, but also spectroscopic measurements may be performed by varying the wavelength of the incident radiation, among other applications. Lateral and depth profiling can be performed as well using the modulation frequency dependence of TWs wave length. Although the practical applications of TW physics have been developed mainly during the last 30 years, their basic principles and physical evidences can be found in the early works of Fourier (1822), Angstrom (1861) and Bell (1880), among other great scientists. Thus, nowadays we assist to a rediscovering of XIX Century TW Physics by modern science. In this presentation, starting with a brief phenomenological description of the basic principles and some historical antecedents, I will discuss some recent developments and achievements of my research group in the fields of PT microscopy and depth profiling, in the development of improved variants of the Angstrom-Fourier method for thermal characterization, and in applications related to optical spectroscopy that are inspired in Bell´s discover of the photoacoustic effect about 150 years ago. LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA: IDEAS Y EXPERIENCIAS PARA APRENDER Y DESARROLLAR AL ESTUDIANTE Guillermo Jesús Bernaza Rodríguez Universidad de la Habana, Cuba bernaza@mes.gob.cu XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 4
  10. 10. El aprendizaje de la Física constituye uno de los problemas que sigue motivando el interés de muchos que reconocen la importancia del conocimiento físico para poder interpretar los fenómenos de la naturaleza y de sus aplicaciones en la ciencia, la tecnología y la sociedad. ¿Cómo se enseña la Física en la escuela o en la universidad? Podría tener disímiles respuestas, desde aquellas muy tradicionalistas, que ven al estudiante como reservorio de conocimientos, hasta aquellos que prácticamente no reconocen el rol del maestro o el profesor en el proceso educativo. Lo cierto es que cada vez se necesita de una educación que desarrolle al estudiante para poder interpretar mejor el mundo en que vivimos y pueda asumir una actitud transformadora en bien de la sociedad. Los problemas del cuidado y preservación del medio ambiente, la necesidad de las fuentes renovables de energía, el aumento gradual de la temperatura, la disminución de la capa de ozono y otros problemas del mundo contemporáneo constituyen retos para los diseños curriculares universitarios y la escuela. La conferencia trata sobre cómo desde la enseñanza de la Física es posible que el estudiante aprenda y se desarrolle como persona capaz de enfrentar los retos de un mundo donde la información crece a ritmo acelerado y los problemas cada vez se hacen más complejos. Se tratan aspectos curriculares sobre la estructuración sistémica del contenido de aprendizaje y de la didáctica de la Física, se comparten experiencias sobre la formación de conceptos, el planteamiento y resolución de problemas y las aplicaciones de la psicología del desarrollo humano de L. S. Vygotski al aprendizaje de la Física. La estructuración sistémica del contenido de aprendizaje de la Física permite al estudiante reorientarse de forma independiente ante el rápido crecimiento de la información de esta ciencia y de sus aplicaciones en el área de la tecnología. La formación de conceptos sobre la base de la lógica dialéctica permite ir a la esencia del objeto de aprendizaje y el desarrollo del pensamiento teórico del estudiante. El planteamiento y resolución de problemas a partir de lo significativo y relevante para estudiante, en vinculación estrecha con los problemas profesionales, constituye una vía para elevar su motivación. Todas las componentes didácticas en función del objetivo del aprendizaje y el desarrollo del estudiante se logran mediante una concepción en sistema del proceso de enseñanza aprendizaje. NAVEGACIÓN CUÁNTICA EN REDES COMPLEJAS: DISEÑO DEL GOOGLE CUÁNTICO Jesús Gómez Gardeñes Instituto de Biocomputación y Física de Sistemas Complejos, y Facultad de Ciencias Universidad de Zaragoza, España gardenes@gmail.com Las redes complejas constituyen el marco formal bajo el que se codifican las relaciones entre los elementos de enormes sistemas complejos y bases de datos. Este nuevo formalismo permite usar métodos de navegación en redes para clasificar la importancia que cada uno de los constituyentes tiene en la organización global del sistema. Un ejemplo particularmente importante es el método de navegación "Pagerank" del cual surgió el algoritmo de búsqueda más usado en la World Wide Web: Google. Este algoritmo clásico reformula la dinámica estocástica de caminantes aleatorios en una red para calcular la distribución estacionaria de los mismos, i.e., la probabilidad de encontrar un caminante en XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 5
  11. 11. uno de los elementos de la red. La distribución estacionaria de la dinámica estocástica proporciona, por tanto, una medida de cuán importante es cada elemento, siendo ésta mayor cuanto más alta sea su probabilidad asociada. En esta ponencia, inspirados en el anterior ejemplo, queremos trasladar al mundo cuántico el método de navegación usado por Google. De esta manera podemos definir un nuevo ranking de los elementos de un sistema complejo que aproveche los ingredientes que la coherencia cuántica aporta. Analizaremos la velocidad de la convergencia del nuevo algoritmo y cómo la cuanticidad ayuda a resolver las degeneraciones en la clasificación de los elementos, siendo éste uno de los mayores problemas que el algoritmo clásico presenta. Asimismo, implementamos la navegación cuántica en redes complejas reales, analizando las principales diferencias entre las clasificaciones clásica y cuántica. LA IMPORTANCIA DEL BOSON DE HIGGS John Ellis King's College London; CERN john.ellis@cern.ch Los experimentos del LHC en el CERN acaban de poner de anunciar el descubrimiento de una nueva partícula. ¿Cuál es la naturaleza de esta partícula? Es el famoso bosón de Higgs que explicaría la masa de todas las partículas elementales? ¿Cuáles son las consecuencias de este descubrimiento en nuestro conocimiento del universo que nos rodea? DYNAMICS AND THERMODYNAMICS OF CRYSTALS FORMED WITH COLD TRAPPED IONS Juan Pablo Paz Department of Physics, FCEyN, University of Buenos Aires, Argentina I will present general results concerning the evolution and the emergence of the laws of thermodynamics for arbitrary networks of quantum oscillators coupled with arbitrary reservoirs. Then, I will use these results to study properties crystals formed by cold trapped ions. Such crystals can have different structural properties depending on the trapping fields and the number of ions. Thus, there are a number of phase transitions where the equilibrium state changes its dimensionality going from linear to zig-zag and then to helicoidal configurations. For all these cases, I will analyze the conduction of energy through the crystal and discuss the (non)-recovery of classical thermodynamical laws. ¿ENSEÑAR… QUÉ…CÓMO…DÓNDE…? Julián Betancourt Mellizo Museo de la Ciencia y el Juego, Universidad Nacional de Colombia El título de la conferencia puede sonar algo extraño y los puntos suspensivos parecen indicar o incitar otras preguntas: ¿Para qué? ¿Por qué? Son preguntas que los docentes nos hacemos y que tienen que ver con un problema general: el problema del sentido, el cual tiene dimensiones ontológicas, existenciales y de significado, que, además tiene que ver XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 6
  12. 12. con la cuestión de la libertad del docente en un entorno educativo signado por estándares. Estas preguntas tienen que ver con contextos culturales y espacio temporales muy concretos: baja escolaridad, pérdida del monopolio del conocimiento por parte de la Escuela, gran distanciamiento entre la cultura escolar y la cultura de la vida. Cambios culturales ligados a esta etapa tecno científica donde lo analógico da paso vertiginosamente a lo digital y en donde la tecnología crea nuevos hábitos y formas de ver el mundo; deslocalización de la experiencia e inmediatez de los eventos. Y por supuesto, la incidencia de la cultura del menor esfuerzo y de una formación ciudadana con pocos códigos interiorizados. Finalmente, la imposición de una política económica sobre cualquier tipo de política, dando paso al consumidor en detrimento del ciudadano. La pedagogía puede ser definida de muchas formas, basta decir que es una ciencia multidisciplinar del campo de las ciencias sociales y humanas, que aborda la educación con el propósito de comprenderla y orientar los procesos educativos de enseñanza y aprendizaje de acuerdo con fines políticos, económicos, ideológicos, sociales, en fin, culturales. La pedagogía suele ir acompañada de apellidos, que son diversos y señalan que esa ciencia multidisciplinaria es un campo de controversias y debates: pedagogía crítica, pedagogía libertaria, pedagogía clásica, pedagogía para el trabajo, pedagogía activa, pedagogía de la sensibilización, pedagogía de la imaginación. Sin embargo, a pesar de la diversidad de posturas sobre la pedagogía podemos decir algunas cuestiones de índole general: la pedagogía está permeada por la comunicación, al punto que podemos afirmar que en estos ámbitos un acto educativo es un acto comunicativo y un acto comunicativo también es un acto educativo, lo que tiene un corolario: todo educador es un comunicador. Por otro lado, ese doble espíritu hace que la pedagogía sea permeada por dos procesos básicos: los procesos de recontextualización y los procesos de mediación. Nuevamente como docentes vamos a tener un doble espíritu: somos recontextualizadores y somos mediadores y allí tenemos que jugar nuestra libertad, sea esta crítica, libertaria, activa, sensibilizadora, imaginativa o una mezcla de ellas, construida en el crisol de la experiencia del día a día y de nuestra reflexión. La conferencia tocará los tópicos arriba mencionados, haciendo énfasis en los procesos de recontextualización y de mediación, así como en la pedagogía de la imaginación. Además y si las condiciones lo permiten se harán ejercicios prácticos de recontextualización y mediación. CRECIMIENTO DE NANOPARTÍCULAS SEMICONDUCTORAS DE LOS TIPOS II-VI Y III-V Y SUS APLICACIONES Julio G. Mendoza Álvarez Departamento de Física, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional julioma1@gmail.com Los efectos de confinamiento cuántico predichos a nivel teórico desde comienzos del siglo XX, encontraron sus primeras demostraciones prácticas hacia inicios de los años 70’s cuando se pudieron fabricar las primeras estructuras de pozos cuánticos basadas en los semiconductores III-V como el arseniuro de galio (GaAs), los cuales consistían de capas con espesores menores al radio de Bohr del excitón; esto es, para el GaAs espesores menores a 20 nanómetros. A partir de entonces dio inicio una enorme avalancha de investigación sobre éste nuevo tipo de materiales de dimensionalidad reducida, con nuevas propiedades estructurales, mecánicas, ópticas y eléctricas, resultado de los fenómenos de XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 7
  13. 13. confinamiento cuántico. A la fecha, el campo de las nanociencias y la nanotecnología es quizás el de mayor actividad y desarrollo, y muchos dispositivos basados en materiales nanoestructurados están ya en el mercado. En el Grupo de Estado Sólido del Cinvestav, unidad Zacatenco, desde el año de 1996 se inició el estudio de semiconductores nanoestructurados al reportar el crecimiento de películas delgadas nanoestructuradas de CdNiTe (Journal of Applied Physics, Vol. 80, pp. 2833-2837, 1996). En este trabajo reportamos el crecimiento de puntos cuánticos semiconductores de CdS (de la familia IIVI), y de InP (de la familia III-V), usando técnicas de crecimiento del tipo baño químico. Las nanopartículas (NP’s) de CdS se embebieron en almidón como agente estabilizador funcionalizando la superficie del semiconductor con grupos polares como el SO3- y el OH-. Se presentan resultados de la influencia del pH de la solución de crecimiento, sobre la absorción óptica, la fotoluminiscencia, y el tamaño de los nanocristales semiconductores. En el caso de las NP’s de InP, se sintetizaron por medio de un método químico de un solo paso con calentamiento a bajas temperaturas. Se variaron los parámetros a fin controlar el tamaño de los nanocristales con el objeto de poder variar la energía de banda prohibida del InP en todo el rango del espectro visible; además, se pasivó la superficie de los nanocristales de InP con ZnS a fin de incrementar la eficiencia de luminiscencia, para su posible uso como marcadores fluorescentes en la biomedicina. Se presentan resultados sobre la caracterización estructural y óptica de éstas NP’s de InP. SIMULACIONES COMPUTACIONALES DE NANOESTRUCTURAS METÁLICAS Marcelo M. Mariscal INFIQC/CONICET. Departamento de Matemática y Física, FCQ, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina marcelo.mariscal@gmail.com Las nanopartículas (NP) metálicas son quizá una de las aplicaciones más tangibles en la nanotecnología. Esto se debe principalmente a que sus propiedades las hacen muy versátiles para aplicaciones en diferentes áreas como: catálisis, óptica, bio-medicina, etc. Las NP de diámetro comprendido entre 1 y 3 nm contienen unos pocos cientos a miles de átomos y sus propiedades, tales como geometría, estructura electrónica, energía de enlace, temperatura de fusión, absorción, dispersión óptica, etc. dependen fuertemente de su tamaño y forma. En el caso de nanoaleaciones, el tipo de arreglos atómicos, la estructura en la superficie de las partículas, y la composición química dependen del método y las condiciones en que las nanoestructuras son sintetizadas, aunque restricciones energéticas y entrópicas pueden favorecer la aparición de geometrías específicas. El aprovechamiento de esta diversidad de posibilidades en las propiedades de las nanoaleaciones para su uso en aplicaciones específicas -catálisis, energía, salud, ingeniería de materiales- depende en gran medida de la posibilidad de controlar sus propiedades, de poder predecir su comportamiento en función del método y las condiciones de generación, y de contar con las técnicas experimentales que permitan asegurar la síntesis de nanoaleaciones de forma homogénea con control preciso de tamaños, formas, y composiciones. Dos herramientas que pueden aprovecharse de manera conjunta para estudiar las nanoestructuras metálicas a resolución atómica son la microscopía electrónica -específicamente, la técnica (HAADFSTEM)- y las simulaciones atomísticas (dinámica molecular, Monte Carlo, etc.). Si bien XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 8
  14. 14. para estudios detallados de su estructura las NP pueden ser soportadas sobre un sustrato inerte, sus aplicaciones se facilitan significativamente si las partículas se hallan en suspensión. La preparación de nanopartículas suspendidas en medios líquidos generalmente requiere la pasivación de los conglomerados individuales para protegerlos de su ambiente o, simplemente, para evitar su coalescencia. Dicha pasivación puede realizarse a través de diferentes procedimientos. En general se utilizan polímeros que se unen débilmente al metal o moléculas orgánicas simples con grupos terminales como tioles, aminas o fosfinas. En el presente trabajo se mostraran algunas propiedades relevantes de nanoaleaciones, el efecto que producen algunas moléculas orgánicas simples (polímeros, aminas, tioles, etc.) al adsorberse en la estructura de nanopartículas metálicas de diferente naturaleza y se realizara una correlación en todos los casos con evidencia experimental existente. LA FÍSICA DE LOS ALIMENTOS Mario E. Rodríguez García Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada Universidad Nacional Autónoma de México mariorodga@gmail.com La física es la ciencia que está presente en cada uno de los aspectos de la vida del ser humano, los alimentos como la fuente principal de energía no están excluidos de este campo. Una parte importante de la industria alimenticia está centrada en los almidones que constituyen la fuente de carbohidratos más importante de la dieta. Por otro lado países localizados en el trópico son los mayores productores y exportadores del almidón, pero no son desafortunadamente los que controlan todas las industrias relacionadas con el almidón, como lo son la farmacéutica, la industria del petróleo, los pegantes, etc. El almidón es una micro partícula desde el punto de vista físico que contiene dos macromoléculas conocidas como amilosa y amilopectina que desde el punto de vista físico son de gran interés, especialmente en la determinación de su estructura que tiene repercusiones en otras propiedades físicas como las reológicas y térmicas. Esta presentación está enfocada a la caracterización estructural, micro estructural, óptica, reológica y térmica de almidones de fuentes botánicas de la zona centro de Colombia que son poco conocidos en la industria como los son la arracacha, la mafafa, la sidra entre otros y que podrían representar un gran desarrollo científico y comercial para la zona cafetera de Colombia. MODELOS ELECTROFISIOLÓGICOS DE NEURONAS-MIOCITOS-CÉLULAS CANCERÍGENAS: BIOFÍSICA DE CANALES IÓNICOS O. Henao Gallo, Ph.D in Bioengineering Grupo de Control e Instrumentación, Universidad Tecnológica de Pereira Grupo de fisiología celular, Universidad Tecnológica de Pereira Asesor científico, Solinnmed S.A. ÓSCARhe@utp.edu.co El cerebro, el corazón, los músculos trabajan con electricidad generada por el intercambio iónico entre los medios intra y extracelular a través de canales especializados, intercambiadores, bombas electro-génicas y señalización celular. El trabajo seminal de XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 9
  15. 15. Hodgkin y Huxley en 1952 (premio nobel 1963) donde se presenta por primera vez un modelo probabilístico del potencial de acción de calamar gigante sienta las bases y el formalismo para desarrollar modelos matemáticos no lineales de neurona, miocitos, músculos y en los últimos 20 años modelos de señalización hormonal y de calcio al interior de la célula. El objetivo principal de esta charla es presentar los modelos de miocitos de mamíferos incluyendo humanos desarrollado en 2011 por Ohara-Rudy con modificaciones realizadas por mi grupo. Este es un modelo hibrido que presenta formalismo HH y cadenas de Markov para describir la cinética iónica en el miocito. El modelo incluye células con características eléctricas distintivas al interior de la pared cardiaca, están incluyen epicardio, medio miocardio y endocardio. Se presenta modelos de células tálamo-corticales desarrollado pro Huguenar-McCromick en 1992 y actualizado por Rhodes-Llinas en 2005, que según propone Llinas son claves para el desarrollo de los eventos conscientes mediados por los sentidos y la corteza sensorio-motriz. Estos modelos utilizan el formalismo HH y su análisis de bifurcación. En estos modelos se puede estimular por corriente inyectada en forma de pulsos o por campos solucionando una ecuación de propagación eléctrica y de difusión iónica. Finalmente cascadas de señalización de calcio al interior de células T cancerígenas estimuladas por campo generan poros celulares y median la manipulación de las organelas al interior celular tales como la mitocondria y su simulación utilizando Multifisica. Todos los modelos presentados son GNU public y el programa de simulación Comsol multifisica esta licenciado para la UTP. PROPAGATION AND REFLECTION OF PLANE OPTIC AND ACOUSTIC WAVES IN ANISOTROPIC MEDIA Vitaly B. Voloshinov Department of Physics, Lomonosov Moscow State University, Moscow, RUSSIA volosh@phys.msu.ru The lecture reviews laws and general trends of propagation and reflection of plane optic and acoustic waves in media possessing strong anisotropy of optical and acoustical properties. We discuss unusual cases of wave phenomena taking place in the crystals with large birefringence and extremely strong elastic anisotropy. In particular, optic waves propagating in the birefringent media with the walkoff angles between the Poynting vector and the wave vector exceeding 15-20 degrees are considered in the lecture. Results of the research were generalized over media with artificially induced optical anisotropy such as photonic crystals and structured materials. Propagation and peculiar back reflection of plane elastic waves in the crystal compounds of tellurium and mercury, characterized by the walkoff angles exceeding 70 degrees, was also the subject of the analysis. Applications of the examined unusual phenomena in modern acousto-optic instruments are discussed in the presentation. LOS RESULTADOS DE LA MISIÓN PLANCK: THE MAXIMALLY BEAUTIFUL UNIVERSE Yeinzon Rodríguez Centro de Investigaciones en Ciencias Básicas y Aplicadas, Universidad Antonio Nariño, Bogotá D.C, Colombia. Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander, XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 10
  16. 16. Ciudad Universitaria, Bucaramanga, Colombia yeinzon.rodriguez@uan.edu.co El satélite Planck fue lanzado en el 2009 con el fin de continuar con el legado dejado por sus predecesores COBE (1989) y WMAP (2001). Su propósito específico es obtener el mapa más preciso conocido hasta la fecha de la radiación cósmica de fondo, fósil de la creación del Universo a través del Big Bang. Los resultados del primer año de la misión son impresionantes y revelan un Universo que, en términos del líder científico del proyecto, es "Máximamente bello". En esta charla se presentará un breve recuento histórico desde el descubrimiento de la radiación cósmica de fondo por Penzias y Wilson en 1964, pasando por los descubrimientos realizados por las misiones COBE y WMAP, hasta los resultados obtenidos por el satélite Planck en 2013; posteriormente se analizarán con más detalle los resultados obtenidos por Planck, se discutirá el potencial de la nueva información que vendrá con la publicación del segundo año de resultados en 2014, y se hará un recuento de cómo la física desarrollada por el Grupo de Investigación en Relatividad y Gravitación de la UIS y el Grupo de Física - Fenomenología de Partículas Elementales y Cosmología de la UAN se relaciona estrechamente con los últimos descubrimientos realizados. CONFERENCIAS LÍDERES DE GRUPOS DE INVESTIGACIÓN AG1GI ASTRONOMÍA Y FÍSICA FUNDAMENTAL: CONEXIONES A TRAVÉS DE LA FORMACIÓN DE GALAXIAS Jaime E. Forero-Romero Universidad de los Andes, Colombia j.e.forero.romero@gmail.com ¿Qué es la materia oscura? ¿Qué es la energía oscura? Estas son dos preguntas que ha aportado la astronomía a la física fundamental. Para poder resolver estas preguntas de manera satisfactoria se hace necesario entender el proceso de formación y evolución de galaxias. En esta charla presentaré un resumen de las evidencias observacionales que soportan el actual paradigma cosmológico, así como de las preguntas que se buscan responder con observaciones futuras, haciendo explícito el rol que juega la estudio de formación de galaxias con técnicas computacionales. Presentaré resultados recientes de mi trabajo en esta área sobre la formación de la Vía Láctea y la influencia de la red cósmica en las propiedades de halos de materia oscura que la componen. AG2GI ACTIVIDADES DEL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN RELATIVIDAD Y GRAVITACIÓN DE LA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Yeinzon Rodríguez Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander yeinzon.rodriguez@uan.edu.co XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 11
  17. 17. En esta charla se presentarán un breve recuento histórico del Grupo de Investigación en Relatividad y Gravitación de la Universidad Industrial de Santander, sus actividades principales en los últimos cinco años, las líneas de investigación, y las estadísticas en cuanto a producción de nuevo conocimiento, formación de recursos humanos, y divulgación del conocimiento. AG3GI ASTROFÍSICA EN LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES José Alejandro García Varela Grupo de Astrofísica de La Universidad de los Andes josegarc@uniandes.edu.co El grupo de Astrofísica se realiza investigación en temas de astrofísica estelar, escala de distancias, instrumentación astronómica y cosmología. En astrofísica estelar se estudian estrellas variables azules de nuestra galaxia y de las Nubes de Magallanes, incluyendo estrellas Be y nuevos tipos de variables descubiertas recientemente. Estos estudios se basan en datos fotométricos y espectroscópicos en bandas visibles e infrarrojas, obtenidos en diferentes telescopios instalados en Chile. El propósito de estas investigaciones es contribuir a mejorar el conocimiento y comprensión del fenómeno Be. La investigación en tópicos de frontera como la calibración de la escala de distancia extragaláctica, usando indicadores estelares como variables Cefeidas, permite realizar estudios observacionales usando los mejores telescopios del mundo. El principal objetivo de esta investigación es calibrar la dependencia de las relaciones período-luminosidad de las variables Cefeidas con la metalicidad de las poblaciones estelares. Otra área utiliza activamente las facilidades del Observatorio Astronómico de la Universidad, el cual alberga un telescopio de 40 centímetros de diámetro, equipado con varias cámaras CCD; el Observatorio cuenta además con espectrógrafos de baja, media y alta resolución. Con este equipo se diseñan proyectos de observación de carácter formativo para estudiantes, en las áreas de astrometría, fotometría y espectroscopía estelar. Otra línea de investigación es la formación y evolución de galaxias en un contexto cosmológico: desde la Vía Láctea hasta las galaxias más distantes. Esto requiere estudiar en detalle cómo la materia oscura forma estructuras a diferentes escalas espaciales. Al mismo tiempo, es importante estimar las propiedades visibles de cada galaxia como resultado de sus propiedades físicas. Empezando por el Universo local, es interesante entender que tan atípica es la Vía Láctea comparada en un contexto cosmológico. Responder esta pregunta tiene implicaciones directas en experimentos que buscan la detección directa de materia oscura. Otra pregunta interesante es ¿cómo se ven las galaxias más distantes? Para responder esta pregunta se han desarrollado códigos que describen la propagación de radiación de fotones Lyman-alpha en estas galaxias. BFM1GI AVANCES DEL GRUPO DE FÍSICA RADIOLÓGICA Jorge Anselmo Puerta Ortiz Escuela de Física, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín japuerta@unal.edu.co XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 12
  18. 18. El grupo de Física Radiológica de la Escuela de Física de la Universidad Nacional de Colombia- Sede Medellín, se formó desde el año 1998 en la Sede, participando a nivel de posgrado en la Maestría en Física, la cual se abrió desde 1999, con una primera vinculación de dos estudiantes de la Maestría que se formaron posteriormente para trabajar en el área de Física Médica. Desde su inicio, nos vinculamos en proyectos con el Organismo Internacional de Energía Atómica, OIEA, siendo uno de los primeros el de Aplicación de las Normas Básicas de Seguridad en la Práctica Médica, 1999- 2004, identificado como RLA/9/035, OIEA. Con este proyecto, fue posible hacer partícipe al Hospital San Vicente de Paúl, lográndose vincular uno de los estudiantes de la maestría en el programa de Control de Calidad en rayos-X de dicho centro hospitalario, y se adquirió en donación un equipo de rayos –x de diagnóstico para prácticas académicas con estudiantes de pregrado en ingeniería Física y los estudiantes de la Maestría que ingresaban al grupo. Con esto se inició el montaje del primer laboratorio del grupo que denominamos Laboratorio de Física Radiológica. El grupo de Física radiológica desde entonces ha continuado como coordinador nacional de los proyectos realizados en la región latinoamericana como: RLA/9/048, OIEA, Determinación de Niveles Orientativos para Radiología Convencional e Intervencionista, 2004-2006, en el que se adquirieron gran parte de los equipos con los que se realiza el de Control de Calidad en rayos –x diagnóstico. Desde el año 2006 se vienen realizando proyectos de extensión con la Secretaria Seccional de Salud y Protección Social de Antioquia, proyectos con los cuales se ha establecido este tipo de programas en todos los centros clínicos, públicos y privados de la región Antioqueña. Por otra parte con el apoyo de estos proyectos, así como los que se han realizado a nivel de Sede y a nivel Nacional, se ha podido mantener, calibrar, actualizar, diseñar y construir equipos que sirven en las pruebas de control de calidad y en la evaluación de dosis en pacientes sometidos a exámenes radiológicos. Entre los trabajos más destacados en esta área desarrollados por el grupo, están: 1. Estimación de dosis absorbida en tejido humano debido a exámenes de mamografía. 2. Caracterización de haces de rayos X para equipos de radiografía convencional. 3. Evaluación de la dosis glandular media en exámenes de mamografía. 4. “A comparison of age-dependent entrance skin doses in pediatric chest exams with diagnostic reference levels for the Antioquia region of Colombia”. 5. Simulación de espectros de rayos X en mamografía por método de Monte Carlo. 6. Cálculo del Factor G para la Evaluación de la DGM en Mama por el Método de Monte Carlo. 7. Comparación de la DGM en pacientes según el porcentaje de glandularidad de la mama. 8. Simulador Antropomórfico de Tórax para Niño de Cinco años. 9. Diseño y Construcción de un Sensitómetro con LEDs. 10. Construcción de un Kilovoltímetro de Atenuación para Control de Calidad en Radiodiagnóstico. 11. Diseño y Construcción de una Cámara de Ionización Ambiental Por otra parte, el grupo en el año 2001 realizó un proyecto de comodato con IngeominasBogotá, para iniciar un programa de dosimetría interna. Con este proyecto se inició el montaje de un segundo laboratorio, el Laboratorio de Bioanálisis. Con este laboratorio fue posible participar en uno de los proyectos más importantes en América Latina, proyecto XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 13
  19. 19. denominado “Armonización de procedimientos de dosimetría interna”, liderado por el Organismo Internacional de Energía Atómica y expertos de México, Cuba, Brasil, Argentina, Perú, Chile, Uruguay y Colombia, que concluyó en enero de 2008. Dentro de ese proyecto se establecieron protocolos: para medidas de materiales radioactivos en orina de seres humanos, procedimientos para la determinación de actividad retenida en tiroides de trabajadores que por su ocupación están expuestos especialmente a yodo 131 y sobre los procedimientos de cálculo de dosis. Protocolos validados a través de intercomparación entre los laboratorios de los países participantes. En la UN, a través de otros proyectos de carácter nacional y del DIME, ha desarrollado procedimientos para determinar la actividad de materiales radioactivos emisores de radiación gamma y alfa en orina. Entre ellos la evaluación de polonio 210, que es un buen indicador de incorporación de materiales radioactivos naturales. Este laboratorio se constituyó en el primero y único de este tipo en el país que tiene todos los sistemas instalados para hacer evaluación de contaminación interna. Cuenta además con los patrones y protocolos establecidos por el Organismo Internacional de Energía Atómica, OIEA, organismo autónomo de la Organización Naciones Unidas, ONU. El grupo ha venido avanzando en simulaciones de: metabolismo humano de diferentes radionúclidos, obtención de fracciones de absorción específica para radionúclidos incorporados emisores beta y gamma, cálculo de coeficientes de dosis usando modelos del tracto respiratorio y del tracto alimentario humano, así como los simuladores voxel propuestos por la Comisión Internacional de Protección Radiológica en la última década. Entre los trabajos más destacados en esta área desarrollados por el grupo, están: 1. Fraccionesde absorción específicas para fotones con la tiroides como órgano fuente del phantom computacional de referencia del ICRP/ICRU 2. Evaluación de fracciones de autoabsorción de electrones en órganos voxelizados 3. Fracciones de retención y excreción del uranio usando el modelo del tracto alimentario humano 4. Determinación del Coeficiente de Dosis Efectiva Comprometida Usando el Modelo de HatIcrp 100 aplicando el Modelo Sistémico Del 90Sr 5. Harmonization of internal dosimetry proceduresin latin america—ARCAL/IAEA project 6. A protocol for the calibration of gamma cameras to estimate internal contaminationin emergency situations 7. Determinación de la eficiencia de contaje en un sistema de espectrometría para uso en contaminación interna 8. Determinación de 210Po en muestras de orina 9. Modelo biocinetico del polonio 10. Bioassay interpretation and dosimetry using specific absorption parameters for UO2 and U3O8 11. Specific absorption parameters for uranium octoxide and dioxide applicableto the ICRP Publication 66 respiratory tract model En la actualidad, el grupo está realizando el proyecto “Determining the Concentration of Natural Radioisotopes in Water for Human Consumption in the City of Bogotá D.C. and the Medellín MetropolitanArea”, con el Organismo Internacional de Energía Atómica, con el cual se ha dotado el Laboratorio de Bioanálisis de la Escuela de Física con equipos robustos, con alta sensibilidad y eficiencia. Este proyecto y el uso futuro de este laboratorio XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 14
  20. 20. de bioanálisis, sirve de soporte a tesis dirigidas a determinación de radioactividad en muestras biológicas y ambientales de diferentes regiones del país. 1. Estudio Piloto de la Radiactividad Ambiental 2. Cálculo de Dosis en un terreno con radionucléidos emisores Gamma El grupo también ha venido realizando algunos trabajos en radioterapia, entre ellos: 1. Determinación de la distribución de dosis en tratamientos de cáncer de mama con fuentes de 192Ir HDR 2. Cálculo de dosis en braquiterapia debido a la radiación emitida por una fuente de 192 Ir de alta tasa por el método de Monte Carlo 3. Calibración y caracterización de la fuente de 192 IR gammamed plus de alta tasa de dosis (HDR) en agua. 4. Caracterización de haces de fotones en un acelerador lineal Finalmente, el grupo de Física Radiológica cuenta con reconocimiento internacional. Esto se deduce de la participación como docente, en el curso “Evaluación de la Exposición ocupacional debida a la incorporación de radionucleídos” organizado por el Organismo Internacional d nergía Atómica, OIEA y realizado en el Instituto de Radioprotección y Dosimetría en la ciudad de Rio de Janeiro en el año 2004. Participación en la Universidad de la Frontera, Temuco, Chile, 2012, como Experto del OIEA en Control de Calidad y dosimetría. Enviado como experto del OIEA, para el montaje de un sistema de detección de incorporación de radionúclidos en tiroides, en la CNEN Paraguaya, 2011. Por otra parte, he sido invitado en los años 2007 y 2008 por el Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas, IVIC, a dictar el curso de “dosimetría Interna y Método de Monte Carlo” a los estudiantes de la Maestría en Física Médica de dicha Institución. He sido Docente Invitado en la Universidad Nacional de Asunción – Paraguay como docente en la Maestría de la Física de la Radioprotección en los años 2009, 2010 y 2012, así como Docente Invitado por la CDTN (Centro de Desenvolvimiento da Tecnología Nuclear), en Belhorizonte- Brasil en el año 2010 para dictar un curso sobre el Método de Monte Carlo. BFM2GI LA MICROSCOPÍA Y LA MADURACIÓN DE FRUTOS: COLONIZACIÓN DE LA CORTEZA DEL FRUTO MADURO DE TOMATE POR LA LEVADURA CANDIDA GUILLIERMONDII EMPLEANDO MICROSCOPÍA CONFOCAL Pilar Infante Luna, Alfonso Leyva Grupo de Biofísica & Bioquímica Estructural, Departamento de Física, Pontificia Universidad Javeriana leyvaa@javeriana.edu.co La manipulación y almacenamiento incorrecto de frutas durante el periodo pos cosecha, así como el ataque de fitopatógenos genera pérdidas tanto para al productor como para el exportador; en busca de soluciones tanto efectivas como amigables con el medio ambiente, en los últimos años se ha planteado el empleo de levaduras. Sin embargo, desde el punto de vista práctico, su aplicación requiere de conocimiento de la dinámica de colonización, para lo cual es necesario plantear metodologías que permitan visualizar de manera simultánea el fruto y la levadura. En esta investigación se presenta una metodología estandarizada que XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 15
  21. 21. permite visualizar la corteza del fruto de tomate (Lycopersicon esculentum), inoculado con la levadura Candida guilliermondii, empleando para ello microscopía confocal. Se obtuvieron imágenes al cabo de 5, 8, 24, 48 y 72 horas luego de la inoculación, las imágenes control corresponden a muestras no inoculadas, para visualizar las paredes celulares se empleó Yoduro de Propidio, la observación de la levadura es posible debido a su carácter auto fluorescente. Los resultados obtenidos plantean la posibilidad de analizar dinámicas de colonización en tejido vegetal por técnicas no convencionales. BFM3GI GRUPO DE FÍSICA NUCLEAR APLICADA Y SIMULACIÓN (FINUAS) UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA Segundo Agustín Martínez Ovalle Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia s.agustin.martinez@uptc.edu.co El grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación (FINUAS), fue creado en el año 2003. En la actualidad cuenta con 10 investigadores, 2 con título de Doctor, 1 candidato a doctor, 3 con título de Maestría, reconocidos en el ámbito nacional e internacional. En formación se tienen 4 estudiantes de Maestría en Ciencias Física y 5 estudiantes de pregrado. Investigadores internacionales que colaboran en proyectos conjuntos, 2 Doctores (México), 2 Doctores (España), 5 Doctores nacionales, 5 doctores de otros grupos de investigación de la UPTC. Los contactos con los que cuenta el grupo son fundamentales para el desarrollo de las actividades de investigación y extensión que se ejecutan al interior del mismo y que permiten la interdisciplinariedad en proyectos conjuntos con instituciones como el Centro de Investigaciones Energéticas y Medioambientales de España (CIEMAT), la Universidad de Granada (España), particularmente el Grupo de Física Atómica Molecular y Nuclear, La Universidad de Zacatecas (México), entre otros. En el ámbito Nacional con el Servicio Geológico Colombiano, particularmente con el grupo de protección radiológica de dicha institución, también se cuenta con la participación de hospitales y clínicas del país en las que hacen presencia egresados del grupo. Se hacen además trabajos conjuntos con investigadores de México, Venezuela, Cuba y España, con quienes se ha conseguido publicaciones de gran impacto a nivel internacional en el campo de la Física Médica y la protección radiológica. La misión fundamental del grupo es la formación integral de estudiantes de pregrado, Maestría y Doctorado, propiciando el desarrollo de sus potencialidades, que les permita iniciarse en la generación de nuevo conocimiento a través de la investigación, favoreciendo la interdisciplinariedad entre las diferentes áreas de las ciencias. Así mismo, el grupo trazó nuevas metas y retos descritos en la visión. En ella el grupo FINUAS se proyecta como protagonista del desarrollo científico en Colombia, a través del pluralismo y la competitividad, que contribuyan a la solución de problemas relacionados con las radiaciones ionizantes y sus aplicaciones tanto en la Industria como en la Medicina, participando en eventos de carácter nacional e internacional, y de esta manera, posicionarse como un estamento consultor y asesor de las áreas médicas e industriales. EF1GI FÍSICA E INFORMÁTICA: OPCIONES DIDÁCTICAS PARA LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA USANDO NUEVAS TECNOLOGÍAS XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 16
  22. 22. Alejandro Hurtado Márquez Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Licenciatura en Física fisinfor@udistrital.edu.co Se presenta una breve reseña histórica del grupo de investigación Física e Informática FISINFOR, así como algunas ideas sobre el quehacer del mismo, al tratar de incorporar las nuevas tecnologías en los procesos de enseñanza y aprendizaje de la Física. Se desea mostrar que una integración entre el campo disciplinar, el arte de enseñar y las bondades que ofrecen las nuevas tecnologías, pueden ser algunos de los elementos que permiten escudriñar algunas metodologías que apoyan a la formación de docentes de las áreas de las ciencias naturales y en el caso especial de la física. A su vez, se mostrarán algunos de los resultados elaborados por el grupo y las líneas de investigación que en la actualidad se vienen trabajando. EF2GI DE LA INVESTIGACIÓN A LA COMERCIALIZACIÓN EN DICOPED Hugo Armando Gallego B., Hoover Orozco Gallego Universidad Tecnológica de Pereira ugo@utp.edu.co Dicolab Instruments nace del grupo de investigación DICOPED “Diseño y Construcción de Prototipos para Experimentos de Demostración”, el cual surge en el segundo semestre del año 2004 como respuesta a la necesidad de estudiantes y docentes de Universidad Tecnológica de Pereira de contar con nuevas alternativas de aprendizaje y apropiación de conceptos básicos de la Física; en éste proceso, se diseñan equipos electrónicos que permiten al investigador tener un contacto real con fenómenos físicos, y así darles una explicación que asocie su componente teórico (teoremas, postulados, ecuaciones) con su evidencia Física. El trabajo inicial se fundamentó en la posibilidad de hacer catorce (14) Prácticas de Laboratorio de Física diferentes a las existentes en la Universidad Tecnológica de Pereira, que marcaran la pauta en innovación y tomaran como base los avances tecnológicos que permitían hacer cambios al respecto, como es el caso de la electrónica, disciplina que constituye una herramienta fundamental para recopilación de datos, aportando a éstos rapidez y exactitud en su toma. A la par el diseño de los equipos electrónicos se realizaron para un servicio inicial de la Universidad Tecnológica de Pereira, identificado dos nuevos nichos de mercado: en primer lugar, Instituciones de Educación Superior que experimentan las mismas necesidades de la Universidad y en segundo lugar, Instituciones de educación media, ya que en ellas se encuentran estudiantes en una fase previa al ingreso a la educación superior, en la cual resulta imperativo proporcionarles fundamentos sólidos, permitiéndoles afrontar ésta nueva etapa de su formación de manera óptima, y además, despertar en ellos interés por la investigación, la creación y la innovación, “…Colombia necesita garantizar una tasa de crecimiento potencial de 6 por ciento o más de manera sostenida y sostenible social y ambientalmente. Para lograrlo se requiere avanzar en tres ejes fundamentales: (1) la innovación; (2) la política de competitividad y de mejoramiento de la productividad; y (3) la dinamización de sectores XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 17
  23. 23. “locomotora” que a través de su impacto directo e indirecto lideren el crecimiento y la generación de empleo”. EF3GI FÍSICA EDUCATIVA, UN ÁREA ACTIVA DE INVESTIGACIÓN Orlando Organista, Paco Talero, Hernando Barbosa Grupo Física y Matemática, Universidad Central orlando.organista@gmail.com La escasa comprensión de ideas y conceptos básicos que la mayoría de estudiantes tienen al finalizar un curso de física introductoria, tal y como se reporta en la literatura especializada [McDermott & Redish, 1999; Viennot, 1996; Hestenes - Wells & Swackhamer, 1992], y la búsqueda de soluciones constituyen la problemática general que enfrenta la Física Educativa. En esta conferencia se evidenciará que la problemática es universal, que hay suficientes retos para la comunidad de investigadores, que el método y la cultura científica se viene estableciendo en las metodologías de investigación, y por supuesto, mostraremos los avances que el Grupo Física y Matemática ha logrado en los últimos años. SFC1GI TRAYECTORIA DEL GRUPO DE MAGNETISMO Y SIMULACIÓN Johans Restrepo Grupo De Magnetismo Y Simulación Universidad De Antioquia En esta charla se hace una revisión general de los temas de investigación en los que ha venido trabajando el grupo de magnetismo y simulación en los últimos 10 años. Estos incluyen los siguientes: 1) Uso del método de Monte Carlo como principal técnica computacional para el estudio de las propiedades termodinámicas de diferentes tipos de sistemas nanoestructurados magnéticos en forma de nanopartículas, nanotubos y películas delgadas. Entre los compuestos estudiados se encuentran algunos de interés científico y tecnológico tales como óxidos de hierro y manganitas. También se ilustra el uso de otros métodos tales como ab initio y variacionales basados en la desigualdad de Bogoliubov. 2) Uso del método de simulación Monte Carlo en problemas interdisciplinares tales como micelación, agregación de moléculas anfifílicas, propiedades mecánicas de polímeros termoplásticos y problemas de adsorción y desorción en materiales porosos. SFC2GI MODELAR MEDIOS GRANULARES CON ELEMENTOS DISCRETOS: AVANCES Y PERSPECTIVAS José Daniel Muñoz Grupo Simulación de Sistemas Físicos, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia. Centro de Excelencia CeiBA-Complejidad Bogotá D.C., Colombia jdmunozc@unal.edu.co XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 18
  24. 24. Los materiales granulares, como los granos alimenticios, los productos de extracción minera, los suelos y cimentaciones y las píldoras farmacéuticas son el segundo material más usado en la industria (después del agua). Sin embargo, no ha sido posible aún construir una teoría física que describa todos los aspectos de su comportamiento singular a partir de sus interacciones grano-grano. En esta búsqueda, las simulaciones de elementos discretos han sido una herramienta valiosa de investigación, no sólo porque evidencian el origen microscópico de los fenómenos que se observan, sino porque permiten poner a prueba las hipótesis teóricas con una precisión y un nivel de análisis imposible de lograr en los experimentos. Esta charla tiene como objetivo mostrar los avances en el desarrollo del método de elementos discretos y las aplicaciones que hemos realizado en el Grupo de Simulación de Sistema Físicos de la Universidad Nacional (SSF+UN) para estudiar fenómenos de geotecnia, de ingeniería de petróleos, de ciencia de materiales y de la mecánica estadística de medios granulares. FP1GI ACERCA DEL ACTUAL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN DEL GRUPO DE CAMPOS Y PARTÍCULAS C. J. Quimbay Grupo de Campos y Partículas, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá cjquimbayh@unal.edu.co El Grupo de Campos y Partículas es un grupo de investigación en el que sus esfuerzos se enfocan en abordar problemas de la física teórica de altas energías. Este grupo está constituido por seis profesores, por estudiantes de posgrado y pregrado del Departamento de Física de la Universidad Nacional de Colombia, Sede BogotA. Sus principales líneas de investigación son: Física de Partículas y Cosmología, Física del Universo Temprano, Física Hadrónica, Física de Neutrinos y Aplicaciones de la Física Teórica en Sistemas Complejos. En esta charla se presentan los problemas de investigación actualmente abordados por los integrantes del grupo, las perspectivas de investigación y la proyección que esperamos darle al grupo. FP2GI UPDATED RESULTS OF THE HIGGS BOSON AND BSM SEARCHES IN ATLAS Gabriela A. Navarro Grupo Experimental High Energy Physics, Universidad Antonio Nariño gabriela.navarro@uan.edu.co The Large Hadron Collider (LHC), the most powerful particle accelerator in operation since 2009, is letting us explore the highest energy scale to date and test our fundamental understanding of nature. During the last 3 years, the LHC has collected a large amount of interesting data, which have been used in different kind of physics analysis. The ATLAS detector, one of the 4 detectors placed around the LHC, has showed an excellent XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 19
  25. 25. performance during these 3 years. The most important result obtained by the ATLAS Collaboration is the discovery of a new particle in the search for the Standard Model (SM) Higgs Boson last year. This particle was found to have a mass of 126 GeV. Since its discovery, many analyses have been performed in order to study its properties: mass, spin, couplings to other particles. In this talk we will give an update of the last ATLAS results obtained with the whole amount of collected data, with a luminosity of about 21 fb-1. Although the SM has been very successful describing the interactions of elementary particles, we know the SM is far from being a complete theory of nature. The ATLAS Collaboration has also performed many studies to test different Beyond Standard Model (BSM) theories. Until now, no BSM particles have been discovered yet, but it has been possible to set significant limits in the parameter space of the different models. These results will be shown as well. FP3GI TEXTURAS Y TRANSFORMACIONES DE BASE DÉBIL EN EL SECTOR DE QUARKS DEL MODELO ESTÁNDAR Yithsbey Giraldo, Juan B. Flórez Universidad de Nariño jua.nb1954@hotmail.com Debido a la reciente atención puesta a los ceros de textura encontrados en las matrices de masa de los quarks del Modelo Estándar, implementaremos aquí un método para identificarlos (o excluirlos) haciendo transformaciones de base débil (transformaciones WB) sobre matrices de masa arbitrarias de quarks, para obtener representaciones equivalentes. Esto muestra que el número de representaciones no equivalentes de matrices de masa de los quarks es finito. Daremos resultados numéricos para texturas de cuatro ceros paralelos y no paralelos. Encontraremos algunas aproximaciones de texturas de cinco ceros, que están en concordancia con los datos experimentales. Confirmamos definitivamente que texturas de seis ceros para las matrices de masa de los quarks no son modelos aceptables. FP4GI EL GRUPO SISTEMAS COMPLEJOS DE LA UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO Y LA FÍSICA DE PARTÍCULAS Rafael M. Gutiérrez Universidad Antonio Nariño, Bogotá director.sistemas.complejos@uan.edu.co El grupo de Sistemas Complejos de la UAN tiene más de 12 años de investigación y desarrollo en física y ciencia aplicada. Esto ha significado la colaboración con diversos grupos de investigación nacionales e internacionales en I+D interdisciplinar, particularmente en los últimos tres años hemos trabajado en dos colaboraciones internacionales relacionadas con la física de partículas: RD51-CERN y NEXT. En la primera se realiza investigación y desarrollo de MPGDs (Micro Pattern Gaseous Detectors) como una de las familias de detectores de frontera más importantes para los grandes XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 20
  26. 26. experimentos de partículas y con un gran potencial en diversas aplicaciones, donde participan más de 70 instituciones de más de 40 países. En la segunda se desarrolla un detector para medir el decaimiento doble beta sin neutrinos (si existe!), lo que permitiría determinar muy bien la elusiva naturaleza del neutrino, con la participación de 17 instituciones de 7 países. En esta presentación se comentarán brevemente los progresos del grupo y la UAN en estas dos colaboraciones como también los avances en el desarrollo del laboratorio de detectores de la UAN que apoya estas colaboraciones internacionales y otros trabajos relacionados con detectores. FP5GI PARTÍCULAS ELEMENTALES Y COSMOLOGÍA EN UNIATLÁNTICO Jorge Luis Navarro Estrada Grupo Partículas Elementales y Cosmología (PEyCOS)/ Universidad del Atlántico jorgenavarro1@mail.uniatlantico.edu.co Se presenta una descripción de las actividades realizadas por el grupo de investigación en física de Partículas Elementales y Cosmología (PEyCOS) de la Universidad del Atlántico. Después de una corta introducción histórica, se describen las líneas de investigación y el rol de cada uno de los integrantes, así como la interacción que el grupo ha mantenido con otros grupos, a través de colaboraciones nacionales e internacionales. FP6GI GRUPO GFIF UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA William A. Ponce Instituto de Física, Universidad de Antioquia wponce@_sica.udea.edu.co Los avances recientes en física de partículas y cosmología han dado lugar a un entendimiento claro de las tres fronteras a lo largo de la cual la frontera de la física avanzar para resolver algunos de los misterios cruciales del Universo, tales como: el origen de la masa en general, la masa de los neutrinos en particular, la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura, la generación de la asimetría materia-antimateria, y la posible unificación de las fuerzas fundamentales. Las tres fronteras se han identificado como la Frontera de Energía, la Frontera de Intensidad, y la Frontera Cósmica. La estrategia de investigación del Grupo de Fenomenología de la Universidad de Antioquia (GFIF) se enfoca en estos tres frentes conectando física de partículas y cosmología. Las líneas de investigación del Grupo estudian diversos modelos teóricos con predicciones en las intersecciones de las varias fronteras antes mencionadas, confrontando los resultados experimentales recientes y haciendo predicciones para los experimentos en marcha y los que entrarán próximamente en funcionamiento. XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 21
  27. 27. FNL1GI INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN CLÁSICO Y ENREDAMIENTO CUÁNTICO ENTRE DOS OSCILADORES ARMÓNICOS ACOPLADOS Thomas Dittrich Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá D.C., Colombia tdittrich@unal.edu.co Presentaré un estudio detallado del intercambio de información entre dos osciladores armónicos acoplados. La evolución temporal de todas las cantidades pertinentes puede solucionarse analíticamente, en particular de las densidades de probabilidad clásica y cuántica en el espacio de fase y de la información, medidas en términos de las entropías de Shannon y de von Neumann, respectivamente, tanto para el sistema entero como para los dos subsistemas. Partiendo de la conservación de información bajo transformaciones canónicas como bajo transformaciones unitarias, comparo los flujos de información clásico y cuántico e identifico relaciones entre los dos. Como preparaciones iniciales, consideraré dos extremos complementarios, una superposición gaussiana clásicamente larga de estados coherentes como la aproximación cuántica más cercana posible al correspondiente estado inicial clásico, y un estado excitado alto puro de la pareja de osciladores acoplados. Señalo como las “muertas súbitas de enredamiento” periódicas al nivel cuántico coinciden con y corresponden a cambios de signo de la función de correlación entre los dos subsistemas: Ambas cantidades oscilan periódicamente con los batimientos entre los osciladores acoplados. Los resultados iluminan la correspondencia entre la información clásica y cuántica en un marco común, el flujo de información en el espacio de fase. Sugieren ser generalizados hacia números mayores de osciladores y hacia sistemas no lineales, con el objetivo de analizar a profundidad las relaciones entre enredamiento, flujo de información, y decoherencia. FNL2GI FENÓMENOS CERCA DEL UMBRAL EN SISTEMAS ATÓMICOS DE POCOS CUERPOS: ESTADOS ALTAMENTE EXCITADOS Javier Madroñero Grupo QuanTIC, Departamento de Física, Universidad del Valle, Cali, Colombia javier.madronero@correounivalle.edu.co Sistemas atómicos de pocos cuerpos pueden exhibir una gran variedad de procesos cerca de umbrales de ionización: estados altamente excitados en sistemas atómicos de dos electrones y procesos de interacción de átomos ultra fríos con nano estructuras, por mencionar algunos. Aquí nos vamos a restringir a la primera situación. Un ejemplo ilustrativo es el átomo de helio. Desde el punto de vista clásico el problema de Coulomb de tres cuerpos no es integrable: la interacción inter-electrónica genera una dinámica que es en general caótica e irregular con tan solo pequeñas regiones regulares en el espacio de fase. El espectro cuántico de estados altamente excitados se ve influenciado por la complejidad del análogo clásico y se espera observar signos de esta complejidad clásica tales como distribuciones de XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 22
  28. 28. Wigner de los espaciamientos de energía, fluctuaciones de Ericson, o configuraciones electrónicas altamente asimétricas pero estables del átomo. En esta contribución vamos a revisar algunos de estos fenómenos incluyendo las consecuencias de una interacción con un campo electromagnético. GFA1GI CONEXIÓN ENTRE LA ENERGÍA DISIPADA DE LOS SISTEMAS RIGHTHANDED Y LEFT-HANDED: ORIGEN ELÉCTRICO Y MAGNÉTICO 1 L. Palma-Chilla1, J. C. Flores2, P. Vega3 Departamento de Física, Universidad de La Serena, La Serena, Chile, y Departamento de Física, Universidad de Tarapacá, Arica, Chile 2 Instituto de Alta Investigación IAI, Universidad de Tarapacá, Arica, Chile 3 Departamento de Física, Universidad de La Serena, La Serena, Chile lpalma@dfuls.cl Una expresión que relaciona la energía eléctrica disipada entre los sistemas right-handed (RH) y left-handed (LH) es obtenida desde espectros genéricos, para una perturbación eléctrica y magnética. También cuando las perturbaciones son ondas electromagnéticas. Ambos sistemas son modelados por líneas de transmisión LCR directa y su dual, respectivamente. La razón de la potencia eléctrica disipada entre los sistemas RH y LH es estudiada por un análisis numérico. Los parámetros de diseño de ambos sistemas y el rango de frecuencia de la perturbación externa definen la relación entre la potencia eléctrica disipada de los sistemas. La razón es dada por: )) ) ) ), Donde Ω es la frecuencia de la perturbación externa, γ el parámetro de disipación y F(0) la relación de dispersión evaluada en k=0. Cuando la perturbación es una onda electromagnética, la potencia eléctrica disipada entre los sistemas es relacionada a través de una expresión como: ) ( ⁄ ) ). La ecuación (1) es independiente del tipo de perturbación: eléctrica, magnética o ambas. Permite inferir el comportamiento de la potencia eléctrica disipada de un sistema LH (metamaterial) asumido conocido el comportamiento de un sistema RH (material normal). Es una expresión genérica y válida para sistemas definidos por una relación de dispersión como √ ⃗ ). La ecuación (2), muestra que el valor máximo de la potencia eléctrica disipada de estos sistemas ocurre en rangos opuestos de frecuencia (sobre y bajo la frecuencia característica de los sistemas). XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 23
  29. 29. GFA2GI EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DE UNA ESTACIÓN AUTÓNOMA DE MEDICIÓN Y MONITOREO DE VARIABLES AMBIENTALES EN LA SEDE MACARENA DE LA UNIVERSIDAD DISTRITAL, BOGOTÁ N. L. Forero Grupo de investigación en Física del Medio Ambiente y Energía Solar, FMAES, Universidad Distrital fmaes@udistrital.edu.co Se presenta una evaluación del desempeño de una estación autónoma de medición y monitoreo de variables ambientales ubicada en la sede Macarena de la Universidad Distrital – BogotA. La estación emplea un sistema de adquisición de datos bajo la arquitectura de la Instrumentación Virtual y ha operado desde el año 2007 adquiriendo datos de radiación solar global, radiación difusa, directa, radiación ultravioleta B, temperatura ambiente, igualmente registra presión atmosférica, humedad relativa concentración de CO2 atmosférico intramural. Toda esta información además de alimentar diversas bases de datos, se emplea en estudios y aplicaciones térmicas y fotovoltaicas de la radiación solar, así como en estudios de carácter ambiental y atmosférico. GFA3GI GRUPO DE MATERIALES Y FÍSICA APLICADA Rafael Cogollo, Francisco Torres, Leonardo Gónima Departamento de Física, Universidad de Córdoba, Montería rafaelcogollo@correo.unicordoba.edu.co Este grupo de investigación se dedica a tres líneas de trabajo a saber: Caracterización de materiales, Física de la atmosfera y Física Médica y dosimetría de radiaciones. En la línea de Caracterización de materiales ha incursionado en el estudio de materiales magnéticos, superconductores y recientemente en la sinterización de materiales termoluminiscentes con el objeto de aplicarlos en la dosimetría de radiaciones. En Física de la atmósfera se han realizado trabajos sobre la transferencia de radiación solar en la atmosfera, así como la interacción de la radiación térmica, terrestre y atmosférica. Esto para determinar los flujos de radiación tanto en la atmosfera como a nivel de la superficie, la reflectancia y el albedo, la temperatura y el contenido de los gases de las capas atmosféricas, así como la temperatura y la emisividad térmica de la superficie. Al utilizar estas variables en la modelación de balances energéticos de la atmosfera y la superficie se analiza por ejemplo el cambio climático en regiones como el caribe colombiano. Dentro de la línea de física médica se ha trabajado en programas de control de calidad en dosimetría clínica y ambiental, Radiología e imágenes diagnósticas, espectroscopia TXRF, reacciones nucleares, simulación computacional y métodos numéricos; además, en lo que respecta a la dosimetría de radiaciones se trabaja en la búsqueda de nuevos materiales con propiedades óptimas para la dosimetría clínica y ambiental, al tiempo que se estudia en estos materiales la respuesta TL con el objeto de determinar la cinética que los gobierna y con ello buscar variaciones en su composición que mejoren sus propiedades. XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 24
  30. 30. GFA4GI GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN FÍSICA TEÓRICA, APLICADA Y DIDÁCTICA (GRITAD) Camilo Valencia Balvin Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) camilovalencia@itm.edu.co Se realizará un resumen de los proyectos de investigación del grupo de investigación en física teórica, aplicada y didáctica (GRITAD) del Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) y se darán a conocer los resultados más importantes del grupo en sus cuatro años de historia, con el fin de realizar alianzas estratégicas con otros grupos a nivel nacional. GFA5GI GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN CIENCIA APLICADA PARA EL DESARROLLO DE LA ECORREGIÓN (GICADE) Fernando Gordillo D. Instituto Interdisciplinario de las Ciencias, Universidad del Quindío fgordillo@uniquindio.edu.co Algunas aplicaciones de la técnica fotoacústica (FA) pueden significar un aporte a la solución de problemas relacionados con la agricultura limpia, como la certificación de productos orgánicos, la caracterización térmica que permita la eficiente transformación de productos agrícolas como el café, el arroz y la guadua, la evaluación de semillas, el monitoreo de la actividad fotosintética de plantas cultivadas con un tratamiento específico y la identificación de bacterias promotoras de crecimiento de plantas a través de métodos sencillos para la fabricación de biofertilizantes. Gran parte de los actuales cambios climáticos tienen origen no solamente en los productos de la combustión en vehículos y plantas industriales, sino también en el mal manejo de los suelos y en la contaminación que se hace del agua y del aire a través del uso inadecuado de pesticidas y de abonos químicos. Todo esto ha llevado a un gran desequilibrio en los ecosistemas. Para la solución de la problemática ambiental es de gran importancia el apoyo y la asistencia científica y tecnológica a formas de cultivo amigables con el medio ambiente y a la optimización de procesos de postcosecha que dejen el valor agregado a los productores. El GICADE usa la técnica de espectroscopia FA en el rango visible e infrarrojo del espectro electromagnético para obtener información acerca del contenido de pigmentos y de la composición de café y arroz orgánico respectivamente, que sirven para identificarlos en un proceso de discriminación y posiblemente de certificación. Por otra parte, se han obtenido parámetros termofísicos de esos mismos productos y de Guadua (un abundante ecomaterial) usando la técnica FA. Estos parámetros están estrechamente relacionados con la composición química y con la estructura del material y son útiles para la obtención de modelos para optimizar los procesos de transformación y de discriminación. Cuando la muestra presenta adicionalmente actividad fotoquímica, como es el caso de las hojas de las plantas, los cambios de presión debidos a la producción de gases contribuyen al aumento de la señal obtenida, fenómeno que es usado para evaluar el efecto de la aplicación de fertilizantes sobre plantas de maíz, de arroz y de café a través del monitoreo de la razón de evolución de XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 25
  31. 31. oxígeno en el proceso fotosintético. También se está valorando el efecto bactericida de películas de dióxido de titanio sobre bacterias promotoras del crecimiento de plantas con el objetivo de identificar comportamientos típicos que permitan su identificación y caracterización; que es uno de los mayores problemas para los fabricantes de biofertilizantes, quienes generalmente no cuentan con equipos especializados para llevar a cabo esta tarea, debido al alto costo que tienen y a su complejidad técnica. Los resultados obtenidos determinan el potencial de la técnica FA para este tipo de aplicaciones y sugieren la viabilidad y pertinencia de la continuidad de la investigación en el área. GFA6GI FÍSICA APLICADA A LA BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL Ana C. Agudelo Henao, Luz Stella Cadavid Rodríguez Grupo de Investigación Prospectiva Ambiental Facultad de Ingeniería y Administración, Universidad Nacional de Colombia sede Palmira Esta charla tiene como objetivo presentar algunas de las últimas investigaciones realizadas por el Grupo de Investigación Prospectiva Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira en el área de biotecnología ambiental, específicamente el aislamiento y caracterización de biopolímeros, así como el aprovechamiento de residuos orgánicos para la producción de energía renovable. En el área de biopolímeros se han caracterizado algunas propiedades físico-químicas de almidones, aislados a partir de fuentes convencionales y no convencionales, y se han utilizado estas materias primas para la elaboración de películas (via casting), con el propósito de dilucidar comportamientos básicos y explorar así nuevas aplicaciones biotecnológicas. En el área de aprovechamiento de residuos se ha aplicado el proceso de digestión anaerobia de residuos orgánicos (frutas y verduras, y residuos de poda), con lo que se ha logrado la producción de energía renovable en forma de metano, la recuperación de nutrientes (nitrógeno y fósforo), y la obtención de residuos sólidos compostables. Palabras clave: Biotecnología ambiental, aprovechamiento de residuos, biopolímeros. IM1GI PRESENTACIÓN A LA SOCIEDAD COLOMBIANA DE FÍSICA DEL INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGÍA (INM) Hernán Darío Alzate Sepúlveda, Carlos Eduardo Porras Porras, Gerardo Porras Rueda, Luis Alfredo Chavarro Medina, Mayckol J. Morales Instituto Nacional de Metrología (INM), Bogotá, Colombia director@inm.gov.co El Decreto 4175 (2011-11-03) de la Presidencia de la República de Colombia a través del MinCIT creó el Instituto Nacional de Metrología, que tiene por objetivo la coordinación nacional de la metrología científica e industrial y la ejecución de actividades que permitan la innovación y soporten el desarrollo económico, científico y tecnológico del país mediante la investigación, la prestación de servicios metrológicos, el apoyo a las actividades de control metrológico y la diseminación de mediciones trazables al Sistema XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 26
  32. 32. Internacional de Unidades. Entre sus funciones incluye: actuar como centro de desarrollo tecnológico de la metrología científica e industrial y en tal calidad, apoyar y asesorar al Gobierno Nacional y a otras entidades o personas en el desarrollo científico y tecnológico del país; apoyar y desarrollar actividades de ciencia, tecnología e innovación de acuerdo a su competencia como integrante del Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación; promover y participar de las comparaciones inter-laboratorios así como en los desarrollos de la metrología científica e industrial a nivel nacional e internacional. Actualmente cuenta con 12 laboratorios que prestan servicios en el área mecánica, eléctrica y química. Presentaremos los desarrollos actuales del INM en la automatización y mejora de los procesos de medición, así como los proyectos de mediano y largo plazo para desarrollar patrones primarios de medida como son: Interferometría, Efecto Hall Cuántico y la fabricación, desarrollo y producción de Materiales de Referencia Certificados y los proyectos de convenios institucionales para facilitar la investigación y el apoyo a investigaciones con otras instituciones. IM2GI PROTOCOLO DE CALIBRACIÓN PARA MÁQUINAS DE CIRCULACIÓN EXTRACORPÓREA Javier H. García1, Luis G. Meza2, Ramiro A. Suárez3 1 GIBIC Universidad de Antioquia Medellín Colombia; 2Universidad Tecnológica de Pereira Colombia; 3Instituto Tecnológico Metropolitano Medellín Colombia lgmeza@utp.edu.co En metrología biomédica existen una serie de equipos de gran importancia que no son tenidos en cuenta dentro de los planes de calibración y esto se debe en gran parte al desconocimiento que tienen los laboratorios de calibración sobre este tipo de equipos especializados, la máquina de circulación extracorpórea (MCE) se encuentra en la clasificación de equipos de soporte vital, razón por la cual es obligatoria su calibración, se presentan en este artículo los pasos para la creación del protocolo desarrollado para la calibración de MCE de tal forma que permita su inclusión en el control metrológico de la institución. MC1GI ESTUDIO DE ALGUNOS MATERIALES Y NUEVOS FENÓMENOS DE LA FÍSICA DE LA MATERIA CONDENSADA A. Rosales-Rivera Laboratorio de Magnetismo y Materiales Avanzados, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales, Colombia arosalesr@unal.edu.co Dentro de la enorme variedad de materiales y sus fenómenos asociados estudiados en la física de la Materia Condensada, nosotros nos hemos enfocados a estudiar los siguientes tipos de materiales: (1) materiales orgánicos e híbridos, (2) magnetismo de rocas, (3) nano- XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 27
  33. 33. estructuras semiconductoras, (4) óxidos de manganeso laminares y (5) materiales magnéticos. En esta comunicación, después de presentar brevemente los avances que hemos obtenido en los estudios de los cuatro primeros tipos de materiales, nos centraremos en los materiales magnéticos. Dentro de los materiales magnéticos, nos enfocaremos en vidrios metálicos tipo Finemet y multicapas in-homogéneas de Gadolinio-Cromo. Ambos tipos de materiales, han sido de interés no sólo por proporcionar un escenario amplio y adecuado para investigar en magnetismo básico y aplicado, por ejemplo, sino también en lo referente a su aplicabilidad a tecnologías verdes y tratamientos clínicos, los cuales son campos de investigación que están ganando bastante atención. Dentro de los vidrios metálicos que estamos estudiando, presentaremos el comportamiento magnético y eléctrico observado en la aleación magnética amorfa Fe67.5Cr6Cu1Nb3Si13.5B9, la cual fue preparada en forma de cinta por la técnica de rueda rotante (melt spinning). Su estado estructural amorfo fue verificado por difracción de rayos X. Haremos énfasis en los efectos de magneto-impedancia, Hall normal y extraordinario, que ocurren en ese material. Discutiremos los mecanismos que conducen al efecto Hall extraordinario. Finalmente, de las multicapas in-homogéneas de Gadolinio-Cromo, las cuales fueron preparadas usando el método de deposición por pulverización (sputtering), presentaremos su comportamiento magnético centrándonos en la magnetización remanente, campo coercivo, procesos de rotación de la magnetización, diagrama de fase magnético, y en su comportamiento crítico. MC2GI AVANCES DE INVESTIGACION DEL GRUPO EN PROPIEDADES MAGNÉTICAS Y MAGNETO-ÓPTICAS (GIMM) – UTP B. Cruz Muñoz Universidad Tecnológica de Pereira bcruz@utp.edu.co El grupo de investigación GIMM trabaja con estudiantes de pregrado de Ingeniería Física, maestría en Instrumentación Física y de la maestría en Ingeniería Eléctrica de la UTP. El año pasado tuvo dos jóvenes investigadores y para este año Colciencias le aprobó ocho, de los cuales cinco están en la modalidad tradicional y tres en la modalidad regional (Universidad Nacional de Colombia sede Manizales y Universidad de Antioquia). Las líneas de investigación del grupo son:  Instrumentación de equipos para medidas magnéticas  Magnetismo y magneto-óptica de nuevos materiales  Estudio de las propiedades físicas de materiales en aplicaciones con energías renovables  Magnetobiología  Contaminación electromagnética En la primera línea se ha instrumentado e implementado el equipo para realizar medidas magnetoópticas de películas delgadas utilizando la modalidad longitudinal. Sin embargo, en la actualidad se está implementado el método diferencial. En la actualidad se está construyendo un carrusel multiblanco para ser implementado en una cámara de depósito de películas delgadas utilizando la técnica de laser pulsado (PLD). Para este año se pretende con un joven investigador diseñar e implementar un sistema de medición del coeficiente XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 28
  34. 34. magnetoeléctrico para la caracterización de materiales que presenten este tipo de respuesta. En la segunda línea se ha utilizado la ruta pulvimetalúrgica para fabricar polvos de FeMnAl variando las rutas de enfriamiento y estudiando el efecto que presenta en las propiedades magnéticas. Se ha depositado por la técnica PLD y magnetrón RF sputtering ferritas de bismuto (FeBiO3), con el objetivo de obtener la fase perovskita romboedral, que tiene respuesta ferroeléctrica y antiferromagnética, lo cual tiene aplicaciones en almacenamiento de información. En la actualidad se ha logrado sintetizar, sin embargo, aún aparecen fases espúreas que impiden que se tenga la respuesta esperada. Se pretende depositar por PLD, utilizando el carrusel multiblanco, películas delgadas a partir de blancos fabricados con polvos previamente aleados mecánicamente y caracterizar las películas obtenidas y analizar fundamentalmente la interrelación entre la morfología de la superficie y las interacciones de intercambio magnéticas en función del espesor de capas ferromagnéticas en presencia de capas antiferromagnéticas. En la tercera línea se están realizando pruebas de adherencia, dureza, absortancia e intemperismo a un époxico de alta resistencia seguido por un polimérico de tipo comercial que se ha aplicado sobre láminas de aluminio que recubre tubos de cobre de calentadores solares planos con cubierta de vidrio operando en flujo forzado, instalados para el calentamiento de agua de una piscina con energía solar en de una escuela de la ciudad de México y validando los resultados con la pintura que tenían inicialmente. Se ha encontrado que el epóxico se clasifica en la escala de 4B y 5B que indica que tiene buena fuerza de adhesión y pocas pérdidas por descascaramiento. La absortancia tiene valores comprendidos entre 0,93 y 0,95 mejores que el recubrimiento original que alcanza valores entre 0,88 y 0,94. En magnetobiología se han realizado experimentos con Leucaena leucocephala (Lamb) de Witt, Soya (Glycine max) y Maíz (Zea mayz) con los que se ha determinado que la estimulación magnética puede tener una afectación positiva sobre el tiempo medio de germinación y sobre algunas variables morfológicas de estas especies, para algunas dosis específicas. En este momento se está investigando sobre cuáles son los mecanismos de acción biofísicos y bioquímicos activados por la estimulación magnética y que desencadenan los efectos positivos sobre las variables mencionadas. En los estudios sobre contaminación electromagnética se ha determinado una metodología para caracterizar zonas de riesgo por contaminación electromagnética generada por estaciones base de telefonía móvil (EBTM), con la que se ha realizado el mapa de riesgo de Cartago y Manizales y se está iniciando la ejecución del mapa de Pereira. Además, se han realizado análisis de la normatividad sobre exposiciones a radiaciones no ionizantes para Colombia y se están realizando mediciones de la radiación generada por las EBTM en banda ancha y banda angosta. MC3GI GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES “GIM” Claudia González C. Grupo de Investigación en Materiales “GIM” claus_gon@yahoo.com El grupo “GIM” es un grupo interdisciplinario conformado por el Ing. M. Sc.: Alfonso Santos Jaimes, la Qca. Espec.: Claudia Sofía Quintero Duque, el Ing. Espec.: Juan Carlos Mantilla, la Qca. Sandra Elizabeth Estrada Flórez (Joven investigador 2010), la Ph.D.: Ángela Marcela Montaño (Investigador externo de la Escuela de Química -UIS), el M. Sc XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 29
  35. 35. Pedro Elías Vera Bautista, y la Líder del Grupo: Claudia González Cuervo Ph.D. Las líneas de investigación activas son: MATERIALES COMPUESTOS Y POLÍMEROS y METROLOGÍA. Dentro de la línea de investigación en materiales compuestos y polímeros se han obtenido y caracterizado de geopolímeros, sintetizados a partir fases minerales tales como: ceniza volante, piedra pómez, bentonita, metacaolinita entre otros. Los compuestos obtenidos, son caracterizados estructuralmente por difracción de rayos x y espectroscopia infrarroja de Transformada de Fourier para analizar la influencia de las fases minerales en los geopolímeros. Posteriormente, los geopolímeros obtenidos han sido utilizados para sustituir cemento en varias proporciones, usando diferentes tiempos de fraguado. Las probetas de concreto obtenidas se han caracterizado eléctrica, mecánica y químicamente, comparando siempre con probetas de referencia. Los resultados obtenidos indican una alta dependencia del geopolimero en los resultados de resistencia mecánica, de resistencia eléctrica entre otros. También se están estudiando nuevos polímeros conductores para optimizar su estructura y propiedades eléctricas. En la línea de metrología: la base para la toma efectiva de decisiones en las actividades de seguimiento y control de los procesos ambientales, se relaciona primordialmente con la medición de variables in situ. Siendo el muestreo la etapa previa a la realización del análisis fisicoquímico, cuya trazabilidad involucra manipulación y transporte, asociado con la estabilidad y representatividad de las variables de interés. Los requerimientos que se contemplan en el muestreo según la Norma para laboratorios de ensayo y calibración ISO IEC 17025, así como los factores contemplados en la norma “Measurement uncertainty arising from sampling” EURACHEM 2007, que deben ser cuantificados dentro de los errores involucrados en el seguimiento y control de calidad de datos ambientales, garantizando la concordancia entre el resultado y las características reales del cuerpo de agua. La metodología de la investigación se basó en un diseño completamente anidado en donde se analizaron nueve empresas con cinco factores dentro de los cuales se contemplaron: caudal, temperatura, conductividad, sólidos sedimentables y pH como variables in situ, con su respectiva repetibilidad, teniendo en cuenta que dependiendo de la actividad económica existen diferentes periodos y frecuencias de muestreo. La determinación de la incertidumbre en variables como conductividad y sólidos sedimentables fueron elementales para analizar aspectos técnicos, como: la robustez de los equipos y calidad de los materiales, a partir de los cuales se estimaron los errores asociados a los métodos establecidos por las normas estándar. MC4GI GRUPO DE FÍSICA DE MATERIALES COMPLEJOS ORGÁNICOS E INORGÁNICOS D. Arias S., J. H. Castillo Chamorro Programa de Física, Universidad del Quindío, Armenia, Colombia darias@uniquindio.edu.co El grupo de Física de Materiales Orgánicos e Inorgánicos, estudia materiales magnéticos, en particular con manganitas de LaSr, LaBa, ferritas de NiZn y materiales superconductores a partir de muestras policristalinas obtenidas por síntesis por reacción de estado sólido. También se estudia películas delgadas de los anteriores materiales obtenidas gracias a la colaboración con otros grupos de investigación. Para la caracterización magnética y XXV CONGRESO NACIONAL DE FÍSICA, Armenia 2013 30

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