Libro Xxiv Congreso Nacional de Fisica

XXIV Congreso Nacional de de Física Memorias 2011

© Universidad Nacional de Colombia Todos los derechos reservados. 2011 Editor: Ovidio Almanza Montero

Impresor: © Goldentech Ltda. Reserva de derecho de autor Primera edición (2011) © ISBN: XXX XXX XXX

EF ENSEÑANZA DE LA FÍSICA

LA CONSTRUCCIÓN DE ARTÍCULOS DE INVESTIGACIÓN EN CURSO DE FÍSICA UNIVERSITARIO DEL PROGRAMA DE INGENIERÍAS EN EL MARCO DE LAS ACTIVIDADES DEL SEMILLERO DE INVESTIGACIÓN John Freddy Ramírez Casallas1 Grupo Investigación Formativa Universidad Cooperativa de Colombia – Seccional Ibagué. XXXX, Ibagué. RESUMEN: La investigación alrededor de la evolución de la Investigación Formativa, en la Universidad Cooperativa de Colombia – Seccional Ibagué, ha permitido una primera formulación de ésta como realidad social compleja. Tal formulación se considera un avance que tiene importantes consecuencias en su consolidación como objeto de estudio y en la concepción de una propuesta formativa en la que la escritura de artículos de investigación es una actividad anterior al desarrollo de proyectos de investigación, en cualquiera de los espacios reconocidos en la seccional (grupos independientes, grupos de investigación, cursos formales). A partir de un proceso de sistematización de la práctica, se pretende presentar, conceptualizar, sustentar y plantear cuestiones alrededor de la construcción de artículos de investigación que los estudiantes elaboran a partir de problemas de su interés, como parte de la tercera fase de evolución de un curso de física en el programa de ingenierías. Palabras claves: Artículo de Investigación, Semilleros de Investigación, modelo formativo, curso de física, evolución del aprendizaje. Archivo: EF-001 Sección (Escoger): Enseñanza de la física.

MODALIDAD: Oral. 1

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[email protected]

XXIV Congreso Nacional de de Física - Memorias 2011

PROPUESTA DIDÁCTICA DE CÓMO TRANSVERSALIZAR EL AREA DE FISICA Y LAS TICS EN EDUCACIÓN MEDIA Martha Liliana Calderón Quintero 1

Institución Educativa José María Córdoba- Durania- Norte de Santander 2 Departamento de Física *Email del Autor correspondiente: [email protected], [email protected] RESUMEN DEL TRABAJO

Esta es una experiencia pedagógica que se ha ido desarrollando en la institución alrededor de diez años y que se ha ido puliendo paulatinamente de acuerdo con las exigencias pedagógicas propuestas por el Ministerio de Educación Nacional (MEN) como lo son implementar estrategias que incluyan actividades de física recreativa de tal forma que permitan transversalizar el área con los proyectos de salud sexual y construcción de ciudadanía, constitución y democracia, Proyecto Ambiental Escolar (PRAE), desarrollo de competencias laborales y ciudadanas y uso de las TICs. La experiencia se ha desarrollado con el tema magnitudes escalares y vectoriales, consiste en desarrollar la actividad “El mapa del Tesoro” basada en las historias de piratas, donde una pista lleva hasta la siguiente, hasta encontrar el tesoro. El número total de estudiantes se divide en grupos, cada grupo hace previamente el mapa (para entregarle a otro grupo) localizando cinco puntos de llegada, en cada punto hay una actividad (acorde a la transversalización) y una pista para llegar al siguiente punto o pista, en el quinto punto se esconde el tesoro. Después de encontrar el tesoro los grupos se reúnen, localizan los puntos donde hallaron la pista, en el mapa en blanco, trazan la ruta, miden los ángulos y la distancia, marcan los vectores(ruta) de pista a pista y el vector resultante(punto de partida-punto de llegada). Como tercera parte de la actividad se propone realizar una exploración en la web sobre los applets existentes para sumar vectores, como aplicación se halla el vector resultante del mapa del tesoro con uno de estos applets. Para la realización del informe escrito se les enseña cómo se puede capturar la imagen del applet en cada instante de su ejecución y como insertar ecuaciones en Word, con estas herramientas elaboran un informe de toda la actividad que debe incluir registro fotográfico como evidencia de la actividad, el cual debe ser enviado via e-mail al docente, quien debe enviar correcciones y calificación por este medio. Archivo: EF-002


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ANALISIS DE LA TRANSPOSICION DIDACTICA EN FISICA DE LOS LIBROS DE TEXTO: EL EFECTO INVERNADERO EN LA CLASE DE CIENCIAS DE LA VIDA Y DE LA TIERRA Martínez, L.1* 1

Maestría en Didáctica de las Ciencias, Universidad PARIS 7 Grupo de Instrumentación Científica & Didáctica Universidad Distrital FRANCISCO JOSE DE CALDAS *luzhmb @gmail.com RESUMEN .

Este trabajo de investigación en didáctica de las ciencias se interesa por el análisis de contenido presentado por los libros de texto de la asignatura Ciencias de la Vida y de la Tierra del grado seconde (10° año de formación obligatoria en Francia). Estos temas son generalmente considerados como parte de la formación ciudadana y ambiental, cumpliendo con algunas disposiciones oficiales e institucionales. Sin embargo este trabajo se interesa por el tratamiento de algunas teorías físicas incluidas en las explicaciones del efecto invernadero. Este análisis se realiza mediante el estudio de los textos, las imágenes, los experimentos y los ejercicios utilizados por 6 libros de texto (en Francia) a la luz de categorías pre-establecidas por investigaciones anteriores. Allí se encuentran algunas tendencias en razonamiento “espontáneo”, errores conceptuales en torno a variables físicas (energía, temperatura, calor, radiación, entre otros), dificultades para analizar los fenómenos y su evolución con respecto al tiempo: regímenes permanentes, transitorios y equilibrio energético. Este estudio se realiza con el fin de promover un análisis crítico de la transposición didáctica actual. Estos resultados pueden contribuir al diseño o mejoramiento de propuestas pedagógicas en torno al efecto invernadero y para el caso colombiano, para reflexionar sobre la pertinencia de la introducción de este tema en la formación secundaria

Archivo: EF-003

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IMPLICACIONES PEDAGOGICAS Y DIDACTICAS DE UN DISPOSITIVO TICE PARA LA ENSEÑANZA DE LA FISICA: EL CASO DE UNA SIMULACIÓN EN LA WEB DEL EFECTO INVERNADERO. MARTÍNEZ, L. 1* 1

Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital FRANCISCO JOSE DE CALDAS *[email protected] RESUMEN .

El efecto invernadero es un tema fuertemente mediatizado y discutido en ámbitos científicos, políticos y sociales. La pertinencia del tratamiento de estos temas en la formación básica, es discutida por algunas líneas de investigación. Esta propuesta no presenta orientaciones políticas o económicas, simplemente se adhiere a la intención, manifestada anteriormente por otros autores, de proporcionar a los estudiantes los criterios para un análisis crítico de los contenidos científicos en la información que frecuentemente los rodea. La educación colombiana presenta ciertas tendencias hacia el desarrollo sostenible, sin embargo, en los programas de formación secundaria, donde se incluyen los programas de física, química y biología, no se incluye el estudio del efecto invernadero. Por esta razón, se toma una simulación de este fenómeno natural disponible en internet y se analiza bajo tres perspectivas: la caracterización de esta herramienta como dispositivo TICE, los criterios pedagógicos detectados en el marco de la formación para el desarrollo sostenible y el análisis didáctico de contenido en cuanto a algunas teorías físicas involucradas: razonamientos espontáneos y concepciones erróneas contenidas en las explicaciones propuestas (textos, imágenes, actividades, etc.) Este análisis se realiza mediante la elaboración de dos grupos de categorías obtenidas en investigaciones anteriores. Los resultados de este estudio, están orientados a proporcionar criterios para la introducción y evaluación de este dispositivo en el contexto escolar de la formación secundaria en Colombia.

Archivo: EF-004


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LA ENSEÑANZA DE LA FISICA VISTA COMO UNA VERDADERA CIENCIA: UNA PROPUESTA INNOVADORA Lizarazo Ramiro1, García Jose2, De La Hoz Jhon2 1 Facultad de Ingeniería: Grupo de enseñanza de las Ciencias Naturales, Universidad del Magdalena [email protected] Resumen El presente trabajo es una investigación descriptiva sobre la enseñanza de la física, utilizando como vehículo una nueva metodología, en los programas de ingeniería de la Universidad del Magdalena en Santa Marta (Col), producto de la combinación de cuatro estrategias de enseñanza aprendizaje: las experiencias discrepantes, los laboratorios por ordenador, los laboratorios reales, los laboratorios virtuales, que sumadas a los proyectos de investigación en el aula, dan como resultado, una potente metodología didáctica, vinculada al constructivismo y al pensamiento crítico y complejo, que puede orientar la enseñanza de la física, hacia el aprendizaje autónomo y significativo. Se ha podido comprobar, que es posible generar un cambio en la didáctica de las ciencias, aplicando una nueva metodología en la docencia Universitaria. Los conceptos y principios teóricos, la comprobación de los mismos a través de la experimentación, así como los procedimientos de indagación y exploración del saber, son objeto de discusión, reflexión, investigación y construcción compartida entre los estudiantes y el profesor. La implementación de esta nueva metodología, rompería el esquema actual y la inercia que caracteriza a la forma de enseñar, abriéndole paso una enseñanza centrada en el aprendizaje a través de la investigación (López Ruiz, 1999). Palabras claves: Metodología, Docencia, Investigación, Física Abstract The present paper is a descriptive research about the teaching of physics, using as vehicle a new methodology in the engineering programs at the Universidad del Magdalena in Santa Marta (Colombia), derived from a combination of four different teaching-learning strategies: discrepant experiences, computer labs, the actual laboratories, the virtual labs added to research projects in the classroom, resulting a powerful and didactic teaching methodology, linked to constructivism and the critical thinking that can guide the teaching of the physics towards an autonomous and significant learning. It has been shown it is possible to generate a change in the didactics of the sciences by applying a new methodology in university teaching. The concepts and theoretical principles, checking them through experimentation, and the procedures of inquiry and exploring of knowledge, are subject of discussion, reflection, research and shared construction between students and Professors. The implementation of this new approach would break the current framework and the inertia that characterizes the way of teaching, giving way to a centered and meaningful learning through research (Lopez Ruiz, 1999). Keywords: Methodology, Teaching, Investigation, Physics

Archivo: EF-005

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LA ENSENANZA DE LA FISICA VISTA DESDE UNA PERSPECTIVA EXPERIMENTAL Y CIENTIFICA: UNA PROPUESTA A FUTURO Lizarazo Ramiro1 Gámez Efrain2, Díaz Sandra3, Diagramados Daniel4, Villalba Francisco5, Núñez Melissa6 Área d Física: Grupo de Popularización de la Ciencia y la Tecnología Universidad del Magdalena [email protected] Resumen El presente trabajo está basado en un enfoque competencial que supone un cambio sustancial en la enseñanza de la física, alejada del tradicional modelo transmisivo y conceptual, mostrando al estudiante en forma práctica, la utilidad de lo que se le está enseñando. Se propone entonces que la enseñanza de la física por ser una ciencia natural debe enseñarse desde una perspectiva experimental y científica. Se diseño y construyo un sistema físico, que mostrara una fenomenología con resultados contrarios, pero impactantes a los que se plantea el observador, motivándolo y produciendo cambios en su actitud, generando confianza en los conocimientos adquiridos, haciéndolo responsable de la adquisición de su propio conocimiento y conduciéndolo hacia el aprendizaje autónomo y significativo. Se hizo un estudio del comportamiento de la tensión superficial del material de un globo de látex, midiendo las diferentes variables contenidas en la ecuación de Young-Laplace. Lo más relevante en este tipo de metodología es que el profesor no debe aportar la solución a los problemas, sino, que deben ser los estudiantes, quienes deben a través de la indagación y la investigación, hacer los aportes. Palabras clave: Metodología, Práctica, Ciencia, Física Abstract This paper is based in a competence approach that suppose a substantial change in the physics teaching, away from traditional transmissive model and conceptual, showing the student the usefulness of what they are learning in a practical way. Granted, due to the fact that physics is a natural science, it must be taught from an experimental and scientific perspective. Thus, a physical system was designed and made, a system capable of showing a phenomenology with opposite results but impressive results contrary to those posed by the observer, motivating and producing changes in his attitude, generating trust in the acquired knowledge, making him responsible for the acquisition of their own knowledge leading to the autonomous and significant learning. Made a study of surface tension behavior of the material surface tension of a latex balloon, measuring different variables contained in the Young-Laplace equation. The most relevant in this kind of methodology is that the teacher does not provide the solution of the problem but should be the students who should through inquiry and research make contributions. Keywords: Methodology, Practice, Science, Archivo: Physics EF-006 Presentación: poster

Clasificación: Epistemología, historiaNacional y enseñanza de la- Memorias física 2011 XXIV Congreso de de Física

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APLICACIÓN DE UNA METODOLOGÍA GENÉRICA PARA EL CÁLCULO DE INCERTIDUMBRE EN MEDICIONES EXPERIMENTALES Luis Llamosa-Rincón1, Milton Medina-Barreto2, Héctor Arcos-Velandia3 1

Departamento de Física, Universidad Tecnológica de Pereira. [email protected] Departamento de Física, Universidad Tecnológica de Pereira. [email protected] 3 Departamento de Física, Universidad Tecnológica de Pereira. [email protected]

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Con base en una aplicación práctica se presenta en este trabajo una metodología genérica para la enseñanza de la estimación de la incertidumbre de medición de los resultados experimentales obtenidos en los laboratorios de física. Esta metodología ha sido diseñada e implementada en los laboratorios de física que imparte el departamento de física de la Universidad Tecnológica de Pereira con el objetivo de crear una cultura alrededor de este tema. La metodología se basa en el documento “Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM)” el cual fue elaborado con la participación de diferentes sociedades científicas tales como: IUPAP, IUPAC, IFCC, IEC entre otras y que actualmente es utilizada de manera internacional, a nivel científico, industrial y legal. Esta guía ha sido trabajada con profundidad por el grupo de electrofisiología del departamento de física de la UTP en su línea de investigación en metrología, por medio de la cual el grupo ha logrado implementar y acreditar con base en proyectos cofinanciados por COLCIENCIAS laboratorios metrológicos en diferentes áreas. Como resultado de esta experiencia se ha generado toda una cultura que propende por la expresión de los resultados experimentales con la correspondiente estimación de su incertidumbre de medición, partiendo desde el laboratorio de física I hasta los resultados que se obtienen en trabajos de grado y en desarrollos experimentales obtenidos por los grupos de investigación de nuestra universidad.

Archivo: EF-007

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Cohetes Hidráulicos Diseño, Construcción y Experimentación una experiencia integradora Edgar Alejandro Acosta Vásquez 1*, Luis Eduardo Marín 1, Oscar Jaimes 1

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Departamento de Física: Fundación Educativa de Montelíbano www.colfem.edu.co

*eacosta @colfem.edu.co En este trabajo se presenta la experiencia que durante tres años se ha tenido con el proyecto de cohetes hidráulicos en la Fundación Educativa de Montelíbano (FEM). El propósito del proyecto es realizar una experiencia significativa, que les permita a los estudiantes adquirir un saber en forma divertida. Por saber entendemos además del conocimiento científico y tecnológico, todas aquellas formas sistemáticas de apropiación de la realidad natural, social y cultural. Durante estos tres años el proyecto se ha convertido en un integrador de diferentes áreas del conocimiento entre ellas Informática (programa para modelar movimiento del cohete), Matemáticas (aplicación de formulas y tabulación de datos), Inglés (consulta de bibliografía), Sociales (sistemas de orientación) , Español (desarrollo de habilidades de comunicación) , Ciencias específicamente en la parte de reciclaje, Arte (diseño y colorido de los cohetes), Astronomía (explicación gravitación universal y velocidad de escape) y Física. Fomentar el interés por la investigación, desarrollar la capacidad de trabajar en equipo y ser líderes de sus propias iniciativas, para enfrentar la competitividad del siglo XXI. Se hace énfasis en investigar, evaluar y diseñar claves para una mejor práctica pedagógica. Este proyecto ha trascendido en el municipio de Montelíbano donde se han realizado algunas exhibiciones y se espera ser líderes a nivel del departamento y la nación en este tipo de proyectos. Finalmente se evalúan los resultados obtenidos, para preparar nuestro objeto de estudio el próximo festival de cohetes hidráulicos FEM.

Archivo: EF-008


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EFECTO ZEEMAN: LABORATORIO PARA ESTUDIANTES Benjamín Oostra1* 1

Departamento de Física: Grupo de Astrofísica, Universidad de los Andes *[email protected] RESUMEN .

El efecto Zeeman es una valiosa combinación de teoría y experimento, de óptica y física atómica, muy rica en valor pedagógico. La interpretación de los resultados observados desafía la comprensión de la naturaleza y de la física involucrada. Históricamente constituyó un aporte importante para el desarrollo de la teoría del átomo. La mayoría de los laboratorios para estudiantes carecen de suficiente resolución espectral para observar el efecto Zeeman. En el Observatorio Astronómico de la Universidad de los Andes los estudiantes pueden observarlo y cuantificarlo usando el espectrógrafo de alta resolución ESPARTACO. Presentamos aquí algunos resultados: Relación lineal entre el desdoblamiento espectral y el campo magnético; efecto normal y anómalo; polarización de las componentes; dirección de emisión de las componentes; medición del campo magnético en una mancha solar. Formato de la presentación: Poster Clasificación del trabajo: Enseñanza de la Física

Archivo: EF-009

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CONTRUCCIÓN DE UNA SONDA PARA MEDIR SUSCEPTIBILIDAD MAGNÉTICA Jorge I. Quiceno V. 1*, H. Correa2, D. Peña Lara3 1

Programa de Ingeniería Electrónica, Universidad del Quindío: Laboratorio de optoelectrónica 2 Laboratorio de optoelectrónica, Universidad del Quindío: * [email protected] 3 Departamento de Física, Universidad del Valle

Se describen los conceptos básicos de diseño, funcionamiento y reproducibilidad de datos, usados para la construcción de un susceptómetro ac completamente automatizado, pudiendo variar todos los parámetros como voltaje de excitaciónde la bobina primaria, frecuencia, temperatura y forma de la función de excitación. La sonda de medida, opera en un rango de temperatura de 300 – 500 K. Las mediciones se han realizado en términos del cambio en la inductancia mutua entre las bobinas secundarias por la inserción de una muestra dentro de una de ellas. A partir de expresiones matemáticas básicas, una relación directa entre la tensión y la susceptibilidad magnética permite el cálculo de la susceptibilidad absoluta de los materiales magnéticos que se han estudiado. Los parámetros de medida relacionados con la sonda, son parámetros estándar estipulados internacionalmente, ya que las medidas para el desarrollo de nuevos materiales en la ciencia básica y en el estudio magnético así lo requieren. Se ha utilizado como material de calibración, la Manganita La0,7Sr0,3MnO3, que presenta una transición de fase del estado ferromagnético a antiferromagnético a una temperatura de 360 – 370 K. Palabras Clave: Susceptómetro, inductancia mutua, susceptibilidad magnética, sonda magnética, materiales magnéticos.

Archivo: EF-010


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EXPERIMENTOS EN CURSOS DE CUÁNTICA D.A. Guzmán1,2*, L.J. Salazar1, F.J. Rodríguez1, L. Quiroga1 1

Departamento de Física y 2Laboratorio de Óptica Cuántica Universidad de Los Andes, A.A. 4976, Bogotá D.C., Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

La cuántica es un área de la física históricamente enseñada con un enfoque teórico, debido a la escasez de experimentos relevantes y al alcance de los estudiantes y profesores. En otras ramas se ha demostrado la eficiencia y utilidad de la experimentación en los procesos de aprendizaje, bien sea realizando directamente los experimentos o simplemente presenciando sesiones demostrativas en vivo. Hemos desarrollado un programa de 7 experimentos sencillos con distintas fuentes de fotones que pueden ser usados bien como demostrativos para estudiantes que inician su contacto con la Mecánica Cuántica, o como prácticas de laboratorio para estudiantes que desean profundizar concretamente en el área de la Óptica Cuántica. Los experimentos presentados buscan ilustrar conceptos cuánticos fundamentales tales como dualidad ondapartícula, diferentes estadísticas de la luz, fenómenos de no-localidad y enredamiento cuántico. Se muestra la experiencia de su implementación en los cursos de Mecánica Cuántica de pregrado y Óptica Cuántica, electiva de pregrado y posgrado, ofrecidos por el Departamento de Física de la Universidad de Los Andes durante el primer semestre de 2011, y se analizan los resultados pedagógicos obtenidos.

Archivo: EF-011

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COMPETENCIAS LECTORAS EN CIENCIAS Y METACOGNICION: CIENCIA FUTURIBLE M. I. Hernández Martínez1*, L. A. Quintero Antolinez 1, O. M. Ocampo Devia1, C. S. Guerrero1. W. A. Pacheco Serrano2 1

Colegio Boyacá – Duitama - Boyacá: Proyecto Ondas – Grupo Leptones Boy. 2 Escuela de Física: Grupo Magnetismo e Interacciones Hiperfinas, UPTC. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Desde el año 2004 en el Colegio Boyacá, Duitama, Boyacá, se ha implementado un proyecto pedagógico con énfasis en la lecto – escritura de inclinada tendencia en las Ciencias Naturales que soporta actividades de investigación con la participación de los estudiantes de los grados de 6° a 11°. El colegio cuenta con cerca de 1700 estudiantes en su totalidad. Desde grado sexto se imparte la asignatura de física con una intensidad de 2 horas semanales. Tal propuesta busca garantizar que nuestros estudiantes obtengan un muy buen manejo de contenidos y procedimientos; un lenguaje disciplinar adecuado que les proporcione un mayor grado de oportunidades en sus exámenes de estado y en la formación profesional o técnica. Las competencias que logramos desarrollar con este trabajo son: Interpretativa: al encontrar sentido al texto, a un gráfico o a una teoría. Argumentativa: al organizar las premisas para sustentar las conclusiones. Propositiva: genera hipótesis, soluciona problemas y propone actividades y estrategias para profundizar los textos y posibles aplicaciones. Las teorías pedagógicas que se relacionan con este tipo de trabajo y que enfatizan en competencias, son entre otras: aprendizaje significativo (Aussubell), investigación-acción en el aula: según Freire, implicaciones prácticas del compromiso teórico (Tulia Perez Noy), meta cognicionista.

Archivo: EF-012


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Unidad de Enseñanza Potencialmente Significativa para la Superposición Cuántica J. A. Castrillón1*, B. A. Rodríguez1 1

Instituto de Física: Grupo de Física Atómica y Molecular, Universidad de Antioquia * [email protected]

Este trabajo hace parte del proyecto Mecánica Cuántica Fundamental Una Propuesta Didáctica, que se propone diseñar e implentar unidadades de enseñanza potencialmente significativas (UEPS) para los temas de Superposición, Entrelazamiento, Medición, Incertidumbre e Información cuánticas. Las UEPS son materiales didácticos para procesos de enseñanza/aprendizaje orientados a la producción de aprendizaje significativo, es decir, a la construción de una estructura cognitiva que a partir de conocimientos previos, aprenda, jerarquice y critique los enunciados y las prácticas del tema estudiado (http://www.if.ufrgs.br/mpef/4eeefis/?area=minicurso&id=10). En el caso de la Superposición, su UEPS parte del hecho que la idea clásica “Los objetos tiene propiedades (físicas) definidas” es inapropiada cuando los objetos en cuestión son sistemas cuánticos. Luego se ofrecen situaciones problema de variada complejidad en la que se ilustren (1) la existencia de dos dominios exclusivos de fenómenos (clásico y cuántico), (2) el proceso por el que se pasa del uno al otro (medición) y (3) la necesidad de enunciar un principio para caracterizar los sistemas cuánticos, a saber, el de Superposición, favoreciendo la comprensión de la idea cuántica “Los objetos cuánticos no poseen valores definidos para sus propiedades (abstractas) antes de la medición”. Finalmente, además de mostrar y comentar la UEPS para la Superposición, se dan detalles de los criterios para su diseño y de su próxima implementación en un curso de extensión.

Archivo: EF-013

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ESTUDIO DEL MOVIMIENTO DE LA PARTÌCULA CAYENDO SOBRE EL PLANO INCLINADO DESDE DISTINTOS MARCOS DE REFERENCIA A. Agudelo1, J. H. Díaz F2, M. Florez2 1

Facultad de Educación, Licenciatura en Física: Grupo Fisinfor, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. 2 Facultad de Educación, Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. *Email del Autor correspondiente: [email protected], [email protected]

RESUMEN .

En este trabajo se elabora una clase de física para la enseñanza del modelo de Newton (Estudio de la dinámica de la partícula material) determinando la ecuación de movimiento a partir de las leyes de Newton de una partícula material que se desliza por un plano inclinado en presencia del campo gravitacional terrestre desde un observador inercial en sistemas de referencia rotados, bajo la suposición de homogeneidad e isotropía del espacio. Se encuentra la ecuación de movimiento en sistemas de referencia no inerciales, específicamente se considera un observador no inercial montado en la partícula y se comparan los resultados obtenidos en el sistema no inercial e inercial. Adicionalmente se hace un estudio del efecto que produce una fuerza constante aplicada al sistema plano inclinado-partícula desde los mismos sistemas de referencia. Se determinan las funciones aceleraciones y velocidades y se representan gráficamente.

Archivo: EF-014


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MODELADO DE SISTEMAS FÍSICOS SENCILLOS A PARTIR DEL ANÁLISIS DE VIDEOS Diana C. Díaz1, Favio Cala Vitery1 1

Departamento de Ciencias Básicas, Grupo de Didáctica de la Ciencias, Universidad Jorge Tadeo Lozano *Email del Autor correspondiente: dianac.diaz @utadeo.edu.co

El presente artículo tiene por objeto evaluar el uso de videos como herramienta didáctica para fortalecer el proceso de enseñanza-aprendizaje en un primer curso de física. El proyecto fue realizado con ayuda del programa TRACKER, un software libre creado para analizar videos y construir modelos dinámicos en el ambiente Java del Open Source Physics (OSP, Física de Código Abierto). El trabajo fue desarrollado durante cuatro periodos académicos con 108 estudiantes de Ingeniería y de Biología quienes realizaron videos de situaciones que ellos mismos eligieron. Los estudiantes observaron y analizaron el principio de conservación de la energía, la conservación del momentun, y diferentes variables cinemáticas y dinámicas. Esta experiencia permitió introducir en el curso de física temas relacionados con el modelado y la simulación de sistemas físicos. La metodología establecida incentivó el interés en el curso, la creatividad y la habilidad para elaborar modelos matemáticos sencillos con los cuales describir el comportamiento del sistema elegido. Se comprobó mediante un estudio estadístico que la incorporación del análisis de videos en el curso mejoró el desempeño académico de los estudiantes y facilitó la apropiación de los conceptos tratados, objetivo que en muchas ocasiones es difícil alcanzar en un curso tradicional de física. Palabras Clave: Didáctica de la Física, Tracker, Análisis de Videos, Modelado.

Archivo: EF-015

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Cálculo Teórico del Potencial Eléctrico en un Pozo de Potencial y su Simulación con el Programa Mathematica Karla A. Cutiva. A1, Genlhi Yánez D2,3, Miguel J. Espitia R4* 1

Licenciatura en Física, Universidad Pedagógica Nacional. Bogotá D. C. Departamento de Matemáticas, Institución Universitaria Politécnico Gran colombiano. Bogotá D. C. 3 Grupo de Física Aplicada, Universidad Nacional de Colombia. Bogotá D. C. 4 Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad de Distrital Francisco José de Caldas Bogotá D .C. *Autor corresponsal: [email protected] 2

RESUMEN Debido al alto grado de abstracción de algunos conceptos de la física, como es el caso del potencial eléctrico, la enseñanza de éstos no es una tarea fácil, sin embargo, existen una gran cantidad de programas computacionales como el Mathematica que nos permiten solucionar, simular y mostrar gráficamente un problema particular, facilitando de esta forma la enseñanza y el aprendizaje del mismo. En este trabajo calculamos teóricamente el potencial eléctrico en un pozo de potencial, el cual está formado por dos placas conductoras infinitas paralelas al eje y separadas una distancia a y en el fondo sobre el eje x una placa sin contacto con las verticales y conectada a una fuente de voltaje V. Simulamos los resultados en el programa Mathematica y graficamos las distribución del potencial eléctrico en el pozo. La solución teórica del problema es bastante abstracta, a pesar de ello la simulación de los resultados con el programa Mathematica facilita la interpretación y apropiación de los resultados por parte del estudiante, de esta forma, esta ayuda tecnológica se convierte en un excelente medio didáctico en la enseñanza y aprendizaje de la física. Palabras claves: Potencial eléctrico, pozo de potencial, simulación.

Archivo: EF-016


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LA IMPORTANCIA DE UTILIZAR MODELOS EN EL PROCESO ENSEÑANZAAPRENDIZAJE SOBRE LA NATURALEZA DE LA LUZ Cindy Tatiana Ramírez Godoy1, Madby Lorena Cabrera Quintero2, Miguel Ángel Grizalez Méndez1* 1

Programa de Matemáticas y Física: Grupo de Ciencia y Tecnología, Universidad de la Amazonia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

. Análisis de experiencias recopiladas al dictar un curso – el problema de la luz - son presentados en este trabajo para superar fallas relacionadas con ideas erróneas tanto en los estudiantes como en los profesores. Al estudiante o futuro maestro se le orienta en el estudio de la luz a través del conocimiento de los diferentes modelos o teorías que explican el fenómeno de la luz para que realice un cambio conceptual y metodológico y sepa aplicarlo en su trabajo en la educación básica, media o superior. Palabras claves: Teorías, historia de los conceptos, modelos, naturaleza de la luz, óptica, rayo luminoso, frente de onda, onda electromagnética, fotón.

Archivo: EF-017

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INCIDENCIA DE LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS EN LA FORMACIÓN DE MAESTROS DE FÍSICA Miguel Grizalez1*, Efraín de Jesús Arismendi1, María Rusmine Narvaez1 1


En este trabajo intentamos analizar el valor educativo de las nuevas tecnologías en la enseñanza y el aprendizaje de la física; además, proponer algunos dominios que deben internalizar los futuros maestros de física para desarrollar su trabajo de manera eficaz. Se explican algunas de las tendencias actuales sobre la enseñanza y el aprendizaje de la física, como también se trata de fomentar un debate sobre la experimentación convencional y la experimentación computarizada sobre todo a lo que se refiere a la simulación como una forma de elaborar modelos informáticos y como integrar el experimento habitual y la simulación en una computadora. Se plantea la necesidad de que los estudiantes y los docentes se asocien para consolidar el trabajo colectivo e interdisciplinario para dar mayor solidez y coherencia a una propuesta de solución de enseñanza y aprendizaje, ya sean teóricos, experimentales o simulados. Palabras claves: Nuevas tecnologías, actividad aúlica, internet, nuevo paradigma educativo, simulación, enseñanza, aprendizaje. .

Archivo: EF-018


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LAS TECNOLOGIAS DE LA INFORMACION Y DE LAS COMUNICACIONES (TICs) COMO MEDIACION PEDAGOGICA EN EL PROCESO DE LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA FISICA EN LA EDUCACION MEDIA Efraín de Jesús Arismendi 1, Nelson Sanchez1, Miguel Grizalez1* 1


Desde el punto de vista las TICs como mediación en los procesos de enseñanza-aprendizaje de la física se plantea un estudio que permita realizar investigaciones futuras. Las TICs están modificando los entornos educativos y los propios procesos de enseñanza aprendizaje en todas las áreas del conocimiento y por ende la física. Los procesos de la enseñanza aprendizaje de la física, pueden ser mediados por las TICs, utilizando situaciones problemicas o problemáticas tanto ambientales como físicas. Existen múltiples ventajas de la mediación con las TICs: crear contextos de aprendizaje, la interactividad, la dinámica, la transformación de nociones abstractas en modelos figurativos, la aproximación del escolar a otros entornos, establecer relaciones de profesores y estudiantes y con otras instituciones educativas. Las tecnologías que son mediación: internet, computadoras, calculadoras graficadoras, laboratorios digitales y analógicos, sondas y otros. Palabras Claves: Nuevas tecnologías, proceso enseñanza aprendizaje, situaciones problémicas, internet, computador, calculadora, sondas.

Archivo: EF-019

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL CORAZÓN COMO ESTRATEGIA METODOLÓGICA PARA LA ENSEÑANZA- APRENDIZAJE DE LA HIDRODINÁMICA Julián Yamid Cuellar1, Leidy VanesaCortes1, Yessica Andrea Suarez1, Karen Yulieth Artunduaga1, Alexandra Castro1, Esmeralda Monroy1, José Manuel Agudelo1* 1


El propósito de este trabajo se centra en la búsqueda de implementación de un diseño de prototipo del funcionamiento del corazón que permita evidenciar los fluidos en movimiento (hidrodinámica). Esta sustentado sobre el modelo constructivista de la investigación en las aulas de clase. En el proceso de la investigación se logro diseñar el prototipo del corazón que sirve de apoyo para explicar un fluido en movimiento. Palabras claves: hidrodinámica, caudal, presión, trabajo, potencia.

Archivo: EF-020


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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CARRIL DE AIRE PARA MEJORAR LAS PRACTICAS DE LABORATORIO Y AYUDAR A LA FORMACIÓN DE MAESTROS DE FÍSICA. Ovidio Campos Claros1, Jorge Armando Audor1, Brian Smith Cabrera1, Esmeralda Monroy1, Alexandra Castro1, José Manuel Agudelo Sanchez1* 1


Fortalecer la actividad del trabajo en el laboratorio para mejorar el proceso enseñanzaaprendizaje es uno de los objetivos del programa de Matemáticas y Física de la universidad de la Amazonia. Se han realizados estudios para introducir estrategias para abordar el trabajo experimental y caracterizar diferentes tipos de trabajo de laboratorio con fines educativos. Para lograr estos propósitos, nos hemos propuesto diseñar y construir equipos de laboratorios, y es así, como hemos fabricado un carril de aire para el estudio del movimiento rectilíneo uniforme y uniformemente acelerado. A lo largo de este trabajo, proponemos una estrategia didáctica para la enseñanza y el aprendizaje de la física en el laboratorio basado en la importancia de los materiales didácticos. Palabras claves: trabajo en el laboratorio, carril de aire, movimiento uniforme, estrategia didáctica, materiales didácticos.

Archivo: EF-021

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“ESTUDIO DE TEMPERATURAS EN UN PROTOTIPO DE ESTUFA DE ALTO RENDIMIENTO PARA USO RURAL Y QUE UTILIZA COMO COMBUSTIBLE DESECHOS DE MADERA (ASERRÍN)”. (UNA EXPERIENCIA DIDÁCTICA) CUELLAR P. G. K1, OLIVEROS R. J. H.1, RUIZ G. O2., OTÁLORA B. J. H2. 1

Estudiantes Programa Licenciatura En Matemáticas Y Física, Universidad De La Amazonia. Florencia. Grupo de investigación en Materiales aplicados a desarrollos tecnológicos para la región y la enseñanza de la física. 2 Docentes Programa Licenciatura En Matemáticas Y Física, Universidad De La Amazonia. Florencia. Grupo de investigación en Materiales aplicados a desarrollos tecnológicos para la región y la enseñanza de la física. [email protected], [email protected] . Los fogones que funcionan a base de biomasa (aserrín, cáscaras de arroz y café, y otros combustibles sólidos triturados) se han convertido en una alternativa ambiental y económica para la cocción de alimentos en el sector rural y en hogares de escasos recursos económicos, gracias a su alto rendimiento en procesos de energía para estas comunidades, a su poco desprendimiento de humo y a la poca exposición al calor intenso por parte del usuario como mejoramiento en el estado de salubridad. En algunos hogares de la ciudad de Florencia para la cocción de alimentos que requieren largo tiempo de exposición, se utiliza un fogón cuyo único combustible es el aserrín apisonado dentro de una caneca (Ver Otálora y otros 2011). La construcción y caracterización física de un modelo, mejorando el diseño y haciéndolo más funcional y cómodo para el usuario, así como ampliando su capacidad a más de una hornilla, es lo que muestra el presente trabajo. El estudio se enmarca en una “experiencia didáctica”, la cual representa una alternativa de enseñanza de la física, que lleva al estudiante a aproximarse a la metodología científica de trabajo, acercándose a la vez al futuro Licenciado en Matemáticas y Física de la Universidad de la Amazonia con elementos de su entorno laboral.

Archivo: EF-022


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IMPORTANCIA DE LA EPISTEMOLOGÍA EN LA FORMACIÓN DE MAESTROS EN FÍSICA Y EN LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA María Rusmine Narvaez 1, Miguel Grizales1*, Fabio Buritica Bermeo1 1


En este trabajo, tratamos de señalar la conveniencia y lo oportuno de la epistemología en la formación de maestros de física y en el ámbito de la enseñanza de esta disciplina. Nuestro conocimiento en la docencia de la física y en la formación de profesores e investigadores nos ha orientado a vislumbrar el provecho que se puede obtener de la epistemología y de la historia y de la historia de la física para apoyar aprendizajes más significativos, enseñanzas mas eficiente y que estén de acuerdo con la esencia de la disciplina y con la producción de investigaciones científicas mas fundamentadas, tanto a nivel de los pregrados como de los postgrados

Palabras claves: Epistemología, Historia de la física, Enseñanza de la física.

Archivo: EF-023

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ELABORACIÓN DE UNIDADES DIDÁCTICAS EN LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA. Cesar Cotacio Horta1, Miguel Grizales 1*, Fabio Buritica Bermeo 1 1


El presente trabajo analiza algunas experiencias realizadas al dictar un curso de didáctica de la física en el programa de matemáticas y física de la universidad de la Amazonia. Se señala la importancia que tiene la planeación, la preparación y la organización de un curso y de cada una de las clases que debe abordar diariamente el docente, cuando se fundamenta en una orientación constructivista, como es la escogencia de los contenidos, la secuencias de los mismos, el diseño de las actividades de clase, etc, actividades que caracterizan el profesionalismo del maestro. Se presenta una serie detallada de recomendaciones para el diseño de unidades didácticas para dictar cursos de física. El modelo comprende cinco (5) variables: análisis científico, análisis didáctico, selección de objetivos, selección de metodologías y selección de formas de evaluación. Palabras claves: análisis didáctico, currículo, contenidos, objetivos, metodologías, evaluación.

Archivo: EF-024


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CAMPO ELÉCTRICO DE ESFERAS AISLANTES Y CONDUCTORAS DE DIVERSOS RADIOS Josue David Caballero Norato1 *, Hernán Gerley Alvarado Rodríguez2 1

Ingeniería Biomédica, Escuela Colombiana de Carreras Industriales. 2 Departamento de Geociencias, Universidad Nacional de Colombia. * [email protected]

Resumen . Este trabajo se elaboró como una alternativa para la enseñanza de la Ley de Gauss, a través de la resolución de un problema clásico como lo es el estudio del campo generado por una esfera cargada, específicamente se estudió el campo eléctrico generado por esferas sólidas de diferentes materiales (cobre, hierro, caucho y poliéster), con diversos radios, cargadas eléctricamente, se presentan dos situaciones, que estén cargadas positivamente y que estén cargadas negativamente; se graficaron los vectores de campo eléctrico en tres dimensiones y también sobre planos xy a diferentes alturas, para esta labor se utilizó el software de Matworks Matlab; se realizaron adicionalmente las gráficas de los contornos de superficies equipotenciales. Palabras clave: Superficie gaussiana, equipotencial, Matlab, campo eléctrico, esferas, Coulomb.

Archivo: EF-025

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ALGUNAS CREENCIAS Y ACTITUDES DE ESTUDIANTES UNIVERSITARIOS RESPECTO A LAS CARACTERISTICAS DEL CONOCIMIENTO CIENTIFICO.

Mario Helí Gonzales2*, Miguel Grizales 1*, Fabio Buritica Bermeo1 1

Programa de Matemáticas y Física: Grupo de Ciencia y Tecnología, Universidad de la Amazonia

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Facultad de Ciencias y Educación. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá. Grupo de Instrumentación Científica & Didáctica. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

*Email del Autor correspondiente: [email protected] En este trabajo se intenta plantear algunas problemáticas acerca de las creencias y actitudes de estudiantes universitarios con aspectos relacionados con las características de la ciencia. El enfoque exploratorio comprende tres dimensiones: las concepciones de los científicos y como construyen conocimiento, la construcción colectiva del conocimiento y la naturaleza del conocimiento científico. El instrumento utilizado para cumplir el propósito fue un cuestionario a veinte (20) estudiantes de licenciatura en Física y Matemáticas donde se indaga por la naturaleza de los modelos y formas de ver y entender la ciencia, el carácter transitorio del conocimiento, el método científico, la influencia de la sociedad sobre los científicos y las discrepancias entre los científicos. Teniendo en cuenta la divergencia de algunas respuestas, puesto que las preguntas son de tipo abierto, nos llevan a plantear un segundo trabajo sobre el tema.

Archivo: EF-026


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ESTUDIO DE LAS OSCILACIONES AMORTIGUADAS-FORZADAS Y EL FENÓMENO DE RESONANCIA POR MEDIO DEL PÉNDULO DE POHL W. A. Gomez1, J. D. Cely1, M. Florez1, J. H. Diaz1, 1

Facultad de Educación, Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. *Email del Autor correspondiente [email protected]

RESUMEN . En este trabajo hacemos un estudio de las oscilaciones amortiguadas-forzadas y el fenómeno de resonancia por medio del péndulo de Pohl, el cual es un sistema oscilante compuesto por un aro de cobre sujeto a un muelle helicoidal, el cual rota alrededor de un eje. Adicionalmente proponemos un modelo analítico y hacemos una comparación con los resultaos obtenidos experimentalmente. La toma de datos se hizo con ayuda del sistema de adquisición de datos Cobra tres (3) y una barrera foto eléctrica compacta.

Archivo: EF-027

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¿Qué es la energía?: una aproximación conceptual en el curso introductorio de física en el nivel universitario C. Uribe Gartner Grupo de investigación Ciencia, Acciones y Creencias Universidad del Valle Departamento de Física [email protected] Resumen Los textos universitarios para ciencias o ingeniería desarrollan el tema de la energía (mecánica) como una herramienta algorítmica para resolver problemas convencionales, dejando para la termodinámica la discusión del concepto de energía en general. Esta aproximación procedimental es problemática, pues los estudiantes se preguntan por la naturaleza de la energía. La interferencia entre las nociones populares con la científica constituye un obstáculo epistemológico para la comprensión del tema. Se desarrolló una unidad didáctica sobre la energía para el curso de Física I en la Universidad del Valle, en la que se complementa el enfoque procedimental con un enfoque conceptual no matemático. La unidad está dividida en dos módulos. En el primero se introduce la estructura matemática conformada por las definiciones de trabajo, energía cinética y energías potencial gravitatoria y elástica, y los teoremas de trabajo-energía y de conservación de la energía mecánica. El segundo utiliza un material didáctico cuyo objetivo es confrontar las concepciones de los alumnos sobre la energía adquiridas en sus estudios previos y de los medios de comunicación, con la concepción científica implícita en las leyes termodinámicas introducidas cualitativamente. Los referentes usados son los estudios teóricos y empíricos sobre la enseñanza y aprendizaje de este tópico y la evolución histórica del concepto. En la ponencia se discute la concepción de energía desarrollada en la unidad y se describe su diseño metodológico. Palabras claves: Energía, enseñanza y aprendizaje de la física (nivel universitario, estudiantes de ciencias e ingeniería)

Archivo: EF-028


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PERCEPCIÓN VISUAL Y FORMACIÓN DE IMÁGENES EN ESPEJOS: APRENDIZAJE DE CONCEPTOS FÍSICOS ENTRE LO VIRTUAL Y LO REAL. Torres, Y. I1, González, M. H2 y Orjuela, A2 Facultad de Ciencias y Educación, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Carrera 3 No 26ª-40, Bogotá, D.C. Colombia 1 Grupo de Investigación Enseñanza de las Ciencias y la Astronomía. [email protected], [email protected] 2 Grupo de Instrumentación Científica & Didáctica. [email protected]. Frente a una gran diversidad de fenómenos abordados desde la física, que encontramos en la vida cotidiana, existen algunos de ellos cuya explicación es “supuestamente equivocada” con respecto a modelos teóricos planteados desde la comunidad científica, en particular los relacionados con la percepción y formación de imágenes en espejos se tienen problemas sobre su conceptualización. Cada individuo tiene preconceptos o ideas alternas de diferentes fenómenos físicos que según algunos investigadores como GIL, J (2003) [1], Pesa, M y Colombo, L (1993) [2], señalan que en su mayoría son erradas o no logran explicar completamente lo que sucede. Utilizando como recurso educativo el museo interactivo de ciencia y tecnología del Grupo de Instrumentación de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, en particular se exploró las ideas previas sobre percepción y formación de imágenes en espejos mediante un instrumento que consistió en un cuestionario de selección múltiple aplicado a estudiantes de licenciatura en física entre primero y cuarto semestre. El trabajo analiza la evolución de estas ideas previas a lo largo de la visita al museo; mediante dos fases, inicialmente un diagnóstico, y de acuerdo a los resultados obtenidos se plantearon actividades donde se contrastó lo que los estudiantes ya sabían (preteorías) con los paradigmas de la comunidad científica.

Archivo: EF-029

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SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EL CONTROL DE LA LEY DE MALUS IMPLEMENTADO CON LABVIEW Ruiz Tapia A.1, Racedo Niebles F.2 1

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Estudiante de física, Grupo GEOEL, Universidad del Atlántico, Barranquilla Colombia Profesor de Dpto. de física, Grupo GEOEL, Universidad del Atlántico, Barranquilla Colombia

[email protected]

Resumen La utilización de sistemas de control son cada vez más necesarios para el mejoramiento de las experiencias en física en pro de una buena investigaciones .En este trabajo se diseño e implemento un sistema de control para la medición de la intensidad de un haz de luz incidente, en un polarizador que varía su ángulo de transmitancia. Permitiendo el estudio de la Ley de Malus, utilizando como herramientas un motor paso a paso (PaP), para el posicionamiento del polarizador y un fotodiodo para la captura de la intensidad del haz de luz resultante, para definir una conexión Software-Hardware desde un PC fue utilizada tarjeta National Instruments USB-6008 que cumple las funciones de transferencia y recepción de información siendo esta visible por medio de LabView (LV) que actúa por medio de programación de bloques funcionales determinados, (temporizadores, contadores, convertidores analógicos/digitales). Se desarrollo un interfaz visual donde se introducen todos los parámetro de entrada y una grafica de intensidad Vs ángulo de incidencia del polarización para poder estudiar la ley de Malus, simultáneamente se desarrollo una tarjeta para la etapa de potencia de los motores PaP y adecuación del montaje experimental pudiendo así estudiar los fenómenos asociados al dicroísmo. Y con gran aplicabilidad en múltiples experiencias en física

Archivo: EF-030


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ESTUDIO DEL FENOMENO DE ACOPLAMIENTO MAGNETICO EN CIRCUITOS RLC J. A. Rico1, C. O. Silva1, M. Florez1, J. H. Diaz1, 1

Proyecto Curricular de Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. E-mail del Autor correspondiente: [email protected] Resumen

En este trabajo hacemos un estudio del fenómeno de acoplamiento de 3 circuitos RLC. Se resuelve analíticamente el sistema de tres circuitos RLC acoplados magnéticamente, se calculan las frecuencias de los modos normales de oscilación y las comparamos con las frecuencias de la oscilación de los circuitos libres. Se comparan los resultados obtenidos teóricamente con los del experimento. La toma de datos se realizo por medio del sistema de adquisición de datos cobra tres (3).

Archivo: EF-031

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EVALUACION DEL RESULTADO DE LA IMPLEMENTACION DE UN NUEVO METODO PARA RESOLVER PROBLEMAS DE CALORIMETRIA 1

G. A., Mejía1, J. G. Yory1 Grupo de enseñanza de la Física Pontificia Universidad Javeriana: Bogotá [email protected]

RESUMEN En la Pontificia Universidad Javeriana, en las carreras de Ingeniería Industrial y Civil, se tiene la asignatura de Fluidos y Termodinámica, la cual se encuentra en el ciclo básico y por tanto obligatoria a todos los estudiantes. En dicha asignatura, es fundamental en el estudio de la Termodinámica de conceptos como capacidad calorífica y calor latente, y por tanto es necesario resolver problemas sobre cambios de fase. Para resolver los problemas de calorimetría cuando se presentan cambios de fase, no se tenía un método diferente al de “ensayo y error”. Sin embargo, en el año 2007 se presento uno y se publico en el 2008, (para conocerlo se puede ir a la siguiente dirección: http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/universitas/universitas_docs/vol_13_3/26 7-280.pdf ), el cual se había aplicado por parte de los autores del método en algunos cursos de la Pontificia Universidad Javeriana en esta asignatura, pero se requería que dicho método se aplicará por un número mayor de profesores y lo ideal era que se aplicará por parte de la totalidad de los profesores responsables de la asignatura de Fluidos y Termodinámica, igualmente siempre se ha pretendido buscar la mejor forma de presentar el anterior método y de evaluar dicha presentación. Para cumplir con lo anterior, en el primer semestre del año 2009 se organizo un seminario por parte de los profesores autores del método. El objetivo principal de dicho seminario era explicar dicho método a los profesores encargados de la asignatura y solicitarles que lo aplicaran con sus estudiantes, así mismo era necesario tomar la decisión de evaluar dicho método, lo cual se realizaría con los resultados de los estudiantes en la solución de un problema en el examen final de la asignatura, que en ese momento era global a todos los grupos y la calificación de dicho examen era realizada por un grupo encargado a dicha tarea. Así se podía asegurar de una manera más objetiva la validez de dichos resultados. En el trabajo se mostraran los resultados de los siete cursos de la asignatura de Fluidos de termodinámica, en lo concerniente al problema relacionado con el método; además de las impresiones y opiniones tanto de los estudiantes como de los profesores, y por último, se analizaran dichos resultados para concluir en la necesidad de la aplicación de dicho método y en la dificultad de calificar dichos problemas con el método de “ensayo y error”. Archivo: EF-032


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ESTUDIO DEL CIRCUITO RLC CON FORZAMIENTO PERIODICO ARBITRARIO HACIENDO USO DEL ANÁLISIS DE FOURIER J.D. Cely1, C.O. Silva1, M. Flórez 1, J.H. Díaz 1* 1

Facultad de Ciencias y Educación, Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

RESUMEN .

En este trabajo se realizo un estudio del comportamiento de las oscilaciones de carga, corriente y voltaje en un circuito RLC con forzamiento periódico arbitrario, se encontró la solución de la ecuación diferencial del sistema en el espacio complejo, se toma la parte real de esta, encontrando así la forma general de la solución, independientemente cual sea el forzamiento al que esté sometido el sistema. Los resultados analíticos son corroborados mediante la experimentación. Los datos fueron obtenidos con el sistema de interfaces PHYWE, COBRA TRES (3).

Archivo: EF-033

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COLECTIVOS DOCENTES UNA ESTRATEGIA PEDAGOGICA PARA LA ENSEÑANZA DE LA FISICA. James A. Barrera M.1 y Mónica M. Gómez H.1 1

Facultad de Ciencias Básicas e Ingeniería, Departamento de Ciencias Básicas, Grupo Gema, Universidad Católica de Pereira *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

El objetivo de este trabajo es presentar la propuesta pedagógica realizada al interior del programa de Ingeniería en Sistemas y Telecomunicaciones (IST) de la Universidad Católica de Pereira y la cual busca integrar de manera directa los conocimientos adquiridos por los estudiantes en sus asignaturas disciplinares en el desarrollo y solución de situaciones problema en el área de Física. Esta estrategia didáctica implementada por la Universidad Católica de Pereira y denominada Colectivo Docente, busca crear un espacio de desarrollo académico común, entre docentes y estudiantes del mismo semestre académico con el fin de dar solución a problemas propuestos integrando las competencias adquiridas en diferentes asignaturas. Para este caso se propuso como actividad de colectivo docente de quinto semestre del programa de IST simular el comportamiento de sistemas físicos sometidos a oscilaciones forzadas, encontrando además la analogía eléctrica del sistema mecánico estudiado. Esta actividad fue propuesta buscando vincular las asignaturas de Ciencias Básicas y la asignatura de metodología de programación IV presentes en el quinto semestre del programa de IST, de tal manera que el estudiante pudiera aplicar sus conocimientos de programación en el modelamiento de sistemas presentes en la vida diaria que pueden explicarse en términos físicos y analizarse por medio de ecuaciones diferenciales.

Archivo: EF-034


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El Estado y el Principio de Superposición desde los Contextos Clásico y Cuántico Mauricio Rozo Clavijo1, Cristina Díaz Failach1, Diana Mendoza1 1

Departamento de Física: Grupo de Partículas y Campos, Universidad Pedagógica Nacional * [email protected] Resumen Cobra especial importancia abordar las ideas que surgieron para la construcción y fundamento de la mecánica cuántica. Estas ideas son caracterizadas desde el contexto clásico y dentro del contexto cuántico. El artículo presenta una reflexión alrededor del principio de superposición de estados, partiendo del análisis del concepto de estado. Se examina de qué manera se implementa la idea de superposición dentro de estos dos contextos. El principio de superposición de estados tiene un grado de dificultad entre los estudiantes, ya que no es mediato comprender que un sistema físico pueda estar como una combinación lineal de números que son las amplitudes de encontrarse el sistema, en cada uno de los estados de base de algún conjunto que se haya seleccionado. Por otro lado, se utilizan analogías como herramienta didáctica con el fin de conceptualizar y establecer las diferencias dentro de estos dos contextos.

Archivo: EF-035

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Sobre la estructura del electrón: Una reflexión en torno a los modelos de Lorentz y Poincaré Mauricio Rozo Clavijo1, Wilmer Melo1, Cristina Díaz Failach1 1

Departamento de Física: Grupo de Partículas y Campos, Universidad Pedagógica Nacional * [email protected] Resumen Se realiza una exploración sobre los textos originales de Lorentz y Poincaré alrededor de la estructura del electrón, con el objetivo de estudiar su estructura y analizar la posibilidad de explicar la naturaleza de su masa como un efecto electrodinámico. Bajo este contexto, se considera al electrón no como una carga puntual, sino como una estructura de simetría esférica de radio diferente de cero. Surge un modelo sobre el electrón que está en correspondencia con los datos empíricos observados. Por otro lado, en la enseñanza de la física se reconoce abiertamente que se necesita el apoyo de información visual dirigida a los estudiantes, buscando favorecer su comprensión en los fenómenos abordados. Frente a esto es necesario hacer evidente que toda representación es una manera de interpretar y significar los fenómenos del mundo físico.

Archivo: EF-036


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EXPERIENCIA EN EL USO DE FOROS DE DISCUSION EN LA ASIGNATURA DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA 1

G. A., Mejía1, Grupo de enseñanza de la Física Pontificia Universidad Javeriana: Bogotá [email protected] RESUMEN

En la Pontificia Universidad Javeriana se tiene la plataforma blackboard, en dicha plataforma se pueden crear ambientes virtuales de aprendizaje AVA, como soporte y ayuda para los cursos tradicionales presenciales de la Universidad, como es el caso de la asignatura de Fluidos y Termodinámica, ofrecida por el Departamento de Física a todos los estudiantes de la Universidad, especialmente a los estudiantes de las carreras de Ingeniería Industrial y Civil. La creación de entornos virtuales, necesariamente se debe hacer por etapas, por un lado se deben crear los recursos (material educativo y Objeto virtuales de aprendizaje OVA) y por otro lado diseñar las actividades que el estudiante deba desarrollar, esta tarea es compleja y necesita de preparación, experiencia y gusto por parte de los docentes que se decidan a desarrollarla. Los ambientes virtuales como herramienta de los cursos tradicionales o como escenarios autónomos de aprendizaje deben propender por el aprender a aprender, de manera que las clases estén más centradas en el desarrollo del pensamiento, que en la explicación magistral de cierto contenido. En el primer semestre del año 2010 se abrió un ambiente virtual para esta asignatura, pero con el único fin de trabajar con una actividad, la cual era el foro de discusión. El foro de discusión por ser asíncrono y de múltiple participación puede ayudar al desarrollo del trabajo en equipo y al aprendizaje llamado en grupos colaborativos; para este aprendizaje es de vital importancia tener en cuenta la perspectiva sociocultural de Vigotsky, porque el sujeto revisa y reestructura sus representaciones individuales, a través de la interacción con el grupo, en un doble proceso individual y colectivo. Adicionalmente, para el uso de los foros de discusión se debe fijar fechas y plazos establecidos lo cual ayuda a controlar y a contrarrestar la curva del olvido de los estudiantes. Por tal motivo, estos escenarios se convierten en fuente de aprendizaje para la construcción y participación de los sujetos involucrados en la práctica de enseñanza como tal. En la mayoría de las semanas, al final de cada semana se planteaba un foro sobre temas relevantes para la asignatura, se esperaba que los estudiantes participaran y se les dio a conocer una rúbrica en la evaluación de las participaciones de cada estudiante llamada la rúbrica TIGRE, de esta forma se pedía que cada estudiante hiciera una coevaluación de la participación de dos compañeros que ya habían ingresado, esto con el fin de ayudar en el análisis de su propia participación porque iba ser evaluada por sus compañeros. En el trabajo se mostraran los resultados más significativos de esta experiencia, Archivo: EF-037 igualmente se explicaran algunas dificultades obtenidas y se darán recomendaciones y conclusiones al respecto.

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VERIFICATION OF THE GRAVITATIONAL EQUIVALENCE PRINCIPLES USING VIDEO MODELING1 Carolina Galvis Martínez2, Mauricio Mendivelso-Villaquirán3* 2,3

Grupo de Física, Gimnasio La Montaña * grupofisica @glm.edu.co .

Some gravitational experiments need special conditions that are not available in the classroom (i.e. low friction, low air drag force or absence of gravitational field). Following video analysis by Persson and Hagen (Phys. Educ. 46,12) we verify the weak equivalence principle in our classroom. In addition, we verify the strong equivalence principle using the same technique and a low-cost experimental setup. 1

Based on job to be showed at 2011 AAPT Summer Meeting July 30-August 3, 2011 Omaha, Nebraska

Archivo: EF-038


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METEOROLOGICAL NETWORK USING OPEN-SOURCE HARDWARE AND SOFTWARE1 Sergio Trujillo Amador2, Fabián Martínez Velandia3, Mauricio Mendivelso-Villaquirán4* 2,3,4

Grupo de Física, Gimnasio La Montaña * grupofisica @glm.edu.co .

We design a weather monitoring network in Bogotá, Colombia, using semiconductor devices, Arduino platform, and plotting software developed with open source software Processing. Using some open license schematics, teams of high school physics teachers and students build Arduino-based interfaces and plotting/data storage software to install and set up meteorological stations at several schools along the city. We obtain temperature, wind velocity, barometric pressure and precipitation vs. time plots over variable time intervals to study weather behavior in our city. 1

Based on job to be showed at 2011 AAPT Summer Meeting July 30-August 3, 2011 Omaha, Nebraska

Archivo: EF-039

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LA TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA Y EL CÁLCULO DE FORMAS DIFERENCIALES Ángel J Chacón Velasco1*, Julio C Chacón Velasco2 1. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia UPTC Escuela de Física 2. Escuela de Ingeniería Eléctrica Electrónica y Telecomunicaciones, Universidad Industrial de Santander UIS

Presentamos la teoría electromagnética a través del cálculo de formas diferenciales, mostrando las ventajas que ofrece este lenguaje, para la enseñanza de la teoría electromagnética, sobre la presentación tradicional a través del análisis vectorial. En particular mostramos como el análisis vectorial solo permite reconocer dos tipos de cantidades: los campos escalares y los campos vectoriales, a diferencia del calculo de formas diferenciales, donde existen cuatro tipos distintos de formas, las que posibilitan tener diferentes expresiones matemáticas y gráficas para la densidad de flujo e intensidad de los campos eléctrico y magnético, haciendo visibles mediante diagramas las distintas propiedades de los campos electromagnéticos. *Ángel José Chacón Velasco: [email protected] Julio Cesar Chacón Velasco: [email protected] Sección: Enseñanza de la Física Presentación: Oral

Archivo: EF-040


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¿ES LA MECÁNICA RELACIONAL DE ASSIS, UNA NUEVA MECÁNICA? Ángel José Chacón Velasco Universidad pedagógica y Tecnológica de Colombia, UPTC Escuela de Física Grupo Relatividad Electrodinámica y Gravitación [email protected] Presentamos un análisis crítico de la mecánica relacional formulada recientemente por André Koch Torres Assis, esta teoría pretende ser un nuevo paradigma de la mecánica e implementar cuantitativamente las ideas de Leibniz, Berkeley y Mach. En especial analizamos la implementación matemática del principio de Mach, a través de una ley de Weber de la gravitación, que no hace uso de los conceptos de inercia, sistemas de referencia inerciales, espacio y tiempo absolutos Ángel José Chacón Velasco: [email protected] Sección: Epistemología Presentación: Oral

Archivo: EF-041

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ANALISIS DEL CORRIMIENTO DOPPLER INSTANTANEO UTILIZANDO TRANSFORMADA WAVELET CONTINUA

Carlos E. Valencia U.1, Martha L. Molina Prado2, Néstor A. Arias H. 2 1 2

Estudiante de Física, Departamento de Física y Geología, Universidad de Pamplona. Grupo de Óptica Moderna-GOM, Departamento de Física y Geología, Universidad de Pamplona. [email protected] .

Se presenta un experimento de carácter didáctico que permite evidenciar el corrimiento Doppler de la frecuencia emitida por una fuente sonora, que oscila armónicamente con respecto a un observador en reposo. La fuente se acopla a un oscilador masa-resorte, y se somete a un movimiento oscilatorio con velocidades mucho menores que la velocidad del sonido en el medio. Esto origina un desplazamiento armónico en la frecuencia observada por un receptor en reposo. El corrimiento Doppler se analiza utilizando la trasformada wavelet y el método de ridge, Este método emplea la recuperación de la fase por transformada wavelet continua (TWC). En este trabajo se realiza la simulación y experimentación, lo que permite confrontar los resultados. Palabras claves: Efecto Doppler, Escalograma, Movimiento armónico simple

Archivo: EF-042


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CONSTRUCCION Y USO DE UNA MAQUINA DE WIMSHURST PARA LA ENSEÑANZA DE LA ELECTROSTÁTICA BÁSICA A.E. Aparicio 1,2, J.M. Coronado3 (Por favor subrayar el nombre de quien será el ponente del trabajo) 1

Departamento de Física: Grupo de Materiales Nanoestructurados, Universidad Nacional de Colombia 2 Area de Física y Matemáticas, Colegio Carlos Pizarro Leongómez 3 Facultad de Ciencias y Educación, Proyecto Curricular de Licenciatura en Física, Universidad de Distrital Francisco José de Caldas *Email: [email protected]

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En este trabajo presentamos las indicaciones de cómo construir una maquina de Wimshurst que es utilizada en la enseñanza de la electrostática en el Colegio Distrital Carlos Pizarro Leongomez. La maquina fue construida por algunos estudiantes de este colegio. Además, se muestra las experiencias que se hacen con este equipo y junto con sus resultados.

Archivo: EF-043

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EL PROBLEMA DE DETERMINAR LA ALTURA SOBRE EL NIVEL DEL MAR EN LA OBRA DE FRANCISCO JOSE DE CALDAS Y SUS APLICACIONES EN LA DIDACTICA DE LA FÍSICA BÁSICA A.E. Aparicio 1,2 1

Departamento de Física: Grupo de Materiales Nanoestructurados, Universidad Nacional de Colombia 2 Area de Física y Matemáticas, Colegio Carlos Pizarro Leongómez *Email: [email protected]

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En este articulo se presenta una revisión de los trabajos de Francisco José de Caldas que tratan el problema de determinar la altura sobre el nivel del mar, así se observa la evolución que presento Caldas a este problema; lo cual, posteriormente a él lo lleva a descubrir en forma independiente el principio de la Hipsometría (determinación de la altura por medios de la temperatura a la cual hierve un liquido, usualmente agua). Con base de estos trabajos y su evolución se crearon algunas actividades para que estudiantes de física básica refuercen o apliquen los conceptos enseñados en clase, el resultado de estas actividades se encuentran aquí, como la medición por parte de estudiantes del Colegio Distrital Carlos Pizarro Leongómez de las alturas de los cerros de Monserrate y Guadalupe.

Archivo: EF-044


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ADQUISICIÓN Y TRATAMIENTO DE DATOS POR COMPUTADOR APLICADO AL MRUA

Msc. Julio Cesar Madera Yances1*, Rodrigo J. García Hoyos1, Ms. Gustavo Borja Mendoza1 1

Departamento de Ciencias Básicas: Grupo Teseeo, Universidad del Sinú *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Se desarrolla e implementa Software y Hardware para la adquisición y control de variables físicas por computador, impulsando la utilización de tecnologías de programación para controlar sistemas externos. Se presentan resultados experimentales para el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), encontrándose resultados que responde de manera óptima a los resultados esperados teóricamente.

Archivo: EF-045

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Física para estudiantes de ciencias de la vida: el reto de diseñar cursos de física para otros científicos. Carola Hernández1, Chad Leidy2, Juan Carlos Olarte3 1

Deparment of Learning and Philosophy: Science and Mathematics Education Research Group, Aalborg University: [email protected] 2 Departamento de Física: Grupo de Biofísica, Universidad de Los Andes: [email protected] 3 Centro de Investigación y Formación en Educación (CIFE): Grupo de Educación en las Disciplinas, Universidad de los Andes: [email protected] RESUMEN.

Este artículo presenta un estudio comparativo entre los cursos de física para estudiantes de biología y medicina diseñados bajo el modelo implementado por el Departamento de Física de la Universidad de los Andes y una propuesta nueva en donde se contextualizó el modelo de Aprendizaje Basado en Problemas Organizado en Proyectos (ABP-OP) de la Universidad de Aalborg. El nuevo diseño surge como reto para los físicos en identificar qué significa aprender física para otros científicos y cómo lograrlo en un periodo de dos semestres y no en ocho que corresponde a la duración completa de la carrera de física. La investigación utiliza un diseño mixto al recolectar información a través de las calificaciones de los cursos, cuestionarios a los estudiantes, entrevistas y grupos focales con los estudiantes y con los profesores. Los resultados de esta investigación muestran que los estudiantes del grupo donde se implementó el modelo ABP-OP alcanzan un nivel de desempeño general mejor y sus aprendizajes no solo involucran los contenidos normales de los cursos sino habilidades como el trabajo en grupo. También se identifica una diferencia importante en la percepción de los estudiantes sobre la pertinencia de los cursos en su formación y su futuro profesional a partir del reconocimiento de temas de física útiles para sus carreras. Finalmente, se observaron diferencias en el abordaje de los contenidos de los cursos de física 1 y física 2 que deben tenerse en cuenta en el diseño para lograr los objetivos planteados.

Archivo: EF-047


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UN EXPERIMENTO ILUSTRATIVO DE LA LEY DE DISTRIBUCION DE VELOCIDADES DE MAXWELL-BOLTZMANN Julián Salamanca1, Javier Cano2, Alejandro Hurtado3 1,2,3

Proyecto Curricular de Licenciatura en Física: Grupo de Física e Informática, Universidad Distrital “Francisco José de Caldas”. * [email protected], [email protected]

El presente articulo aporta una herramienta didáctica para la visualización de la ley de distribución de velocidades de Maxwell-Boltzmann para moléculas al interior de un gas ideal. Se ilustra una disposición experimental de un sistema de moléculas de un gas al interior de un volumen de control, simulado este por pequeñas esferas de icopor en el aire al interior de una botella de plástico. La presión al interior de la botella es mantenida por una bomba de aire. A partir de una disposición de semicírculos se realiza la medición de velocidades de las esferas de icopor donde se obtiene una distribución que es ajustada a una función gaussiana.

Archivo: EF-048

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Análisis de video del movimiento bidimensional (pendular, parabólico y colisiones) de sistemas de una y dos partículas.

Tolosa Jhonny.1, Ortiz Cesar2, Ramírez Siervo. 3

1

Escuela de Física: Grupo de Superficies, Electroquímica y Corrosión, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Uptc. [email protected] 2 Escuela de Física: Grupo de Superficies, Electroquímica y Corrosión, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Uptc. [email protected] 3 Escuela de Física: Grupo de Superficies, Electroquímica y Corrosión, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Uptc. [email protected]

RESUMEN .

Se presenta el estudio del movimiento bidimensional de una partícula y el de colisiones de dos partículas en una y dos dimensiones realizados mediante la técnica de análisis de video. Con el uso del programa “Tracker” se analizaron videos obtenidos en el laboratorio para este trabajo tales como movimiento pendular, parabólico y colisiones elásticas, encontrándose otro mecanismo moderno de comprobar las ecuaciones de movimiento y los principios de conservación de la cantidad de movimiento lineal. El programa de análisis de video “Tracker” (software de uso libre) facilita la realización de prácticas de laboratorio en la enseñanza del movimiento bidimensional sin que se requiera de equipo especializado ya que basta con una cámara de video normal y un computador. Su implementación en cursos regulares permite que el estudiante haga uso de tecnologías que le son ampliamente familiares adquiriendo una formación sólida al poder analizar eventos de la realidad cotidiana, así mismo realizar prácticas caseras que contribuyen a la comprensión de fenómenos físicos.

Archivo: EF-049


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TEOREMA DE EHRENFEST COMO APLICACIÓN DEL MÉTODO VARIACIONAL EN MECÁNICA CUÁNTICA S. Gomez P.*, William J. Herrera y Rodolfo A. Diaz Departamento de Física: Grupo de enseñanza, conceptos y métodos en física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. *[email protected] Es usual derivar el teorema de Ehrenfest a través de un formalismo canónico, pero no se aborda la contrapartida variacional del problema la cual nos conducirá a una conexión entre los teoremas de Noether y Ehrenfest. El teorema de Noether es usualmente introducido en cursos de mecánica clásica para relacionar las simetrías continuas del sistema con leyes de conservación. Sin embargo, su uso aplicado a la ecuación de Schrödinger es menos frecuente. Por otro lado, en los cursos de mecánica cuántica se demuestra el teorema de Enhrenfest para encontrar la evolución de los valores esperados de la posición y del momento y encontrar un análogo a las leyes clásicas del movimiento de una partícula. Sin embargo, estos dos teoremas no se suelen relacionar. En este trabajo a partir del teorema de Noether y haciendo transformaciones de traslación encontramos el teorema de Enhrenfest para el momento lineal en un campo electromagnético. Esto permite ver una aplicación clara de los métodos variacionales en mecánica cuántica. Para esto, partimos de un lagrangiano que permite derivar la ecuación de Schrödinger de una partícula en un campo electromagnétic. Haciendo traslaciones espaciales infinitesimales se encuentran las densidades de carga y corriente asociadas al momento. A partir de las variaciones del lagrangiano bajo traslaciones espaciales se determinan las fuentes de momento y usando el teorema de Noether se llega a la relación entre los valores esperados de la variación total del momento y las fuerzas sobre la partícula.

Archivo: EF-050

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Determinación del momento magnético de un imán y un material magnético policristalino usando bobinas de Helmholtz C. Franco1, J. lópez1, D. Arias Serna1* 1

Programa de Física: Grupo de Materiales Magnéticos&Nanoestructuras, Universidad del Quindío * darias @fis.ucm.es

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Se propone con este trabajo la medida del momento magnético (mB) de un imán usando las bobinas de Helmholtz. Para ello se usa un péndulo de torsión con el cual se centra el imán en la bobina y se hace vibrar cuando se aplica una corriente. Si se mide la frecuencia de vibración (w) ésta se puede relaciona con el mB. Matemáticamente w2 es directamente proporcional al producto de mB y el campo (B) e inversamente proporcional a la inercia (I) del imán. Si se toman varios valores de w correspondientes a diferentes valores de corriente se puede graficar w2I en funciónde B y de la gráfica de la recta que resulte del ajuste de los datos se puede inferir el mB que viene siendo la pendiente de esa recta. El resultado obtenido se compara con la medida de mB usando un teslómetro y con su cálculo matemático. El mismo procedimiento anterior se hará con la muestra del material magnético policristalino. Posiblemente sea un método conocido, pero con esta propuesta se quiere señalar la importancia de integrar los saberes de la física, en este caso la mecánica y el magnetismo, además de mostrar todo lo relacionado con el control experimental que se debe tener para que una medida de una variable física sea confiable.

Archivo: EF-051


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CONSECUENCIAS SOBRE EL REALISMO Y LA LOCALIDAD EN MECANICA CUANTICA F. Ramírez Universidad Distrital Francisco José de Caldas RESUMEN La famosa paradoja EPR es de las aproximaciones más contundentes por demostrar que la mecánica cuantica es una teoría no completa. El aporte de J. Bell es definitivo para la comprensión de esta, mediante un razonamiento sencillo se demuestra que si en física se acepta la localidad las hipótesis EPR conducen a conflictos con la mecánica cuantica. El principio de localidad explica que la evolución de las magnitudes físicas reunidas en un punto del espacio-tiempo depende solo de dichas magnitudes en ese punto, y partiendo de este punto, dos objetos que en el pasado hayan interactuado y desarrollado correlaciones han de ser consideradas como un todo, y no tiene sentido hablar de propiedades físicas de uno o de otro en forma separada. El objetivo es describir los puntos principales del argumento de la paradoja EPR propuesta por Bell para comprender las consecuencias que puede llegar a tener una teoría cuantica incompleta. Autor correspondiente: [email protected] Deseo hacer la presentación oral Línea especifica: Epistemología, historia y enseñanza de la física

Archivo: EF-052

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EVOLUCION DE LA EXTRAÑA NATURALEZA DE LA RADIACION F. Ramírez Universidad Distrital Francisco José de Caldas RESUMEN En la historia de la física existe una diferencia formal en los modelos físicos que dan explicación a la naturaleza de la radiación. El problema inicia cuando se intenta dar explicación a la electrodinámica de la radiación, a lo cual el modelo de la dualidad onda-corpúsculo conduce a la menor cantidad de contradicciones con las experiencias aplicadas a la producción y transformación de la luz. Actualmente se cree comprender teóricamente la naturaleza fundamental del fotón y en efecto el modelo estándar advierte que el fotón, es un bosón de gauge de spin 1, sin masa ni carga, participe de la interacción electromagnética y que resulta de la simetría gauge local. En efecto esto es aceptable bajo este tipo de simetrías, pero es pertinente observar la hipótesis planteada por Magueijo en su teoría de la velocidad variable de la luz, ya que las propiedades físicas de la luz al inicio del universo serian diferentes, cambiando por completo la percepción que tenemos del principio de conservación de la energía. El objetivo es participar del razonamiento principal del argumento de Magueijo para comprender las consecuencias que puede llegar a tener en la explicación de la naturaleza de la radiación, y con la esperanza de que el punto de vista expuesto quiera ser comprobado en futuros estudios.

Autor correspondiente: [email protected] Deseo hacer la presentación oral Línea específica: Epistemología, historia y enseñanza de la física

Archivo: EF-053


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ESTABLECER UN NUEVO PLANTEAMIENTO DE PRÁCTICAS EN EL LABORATORIO Y ASI FOMENTAR LA INVESTIGACIÓN

Angélica Liliana Márquez Ruiz1* 1

Fundación Universitaria Los Libertadores *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

Promover e incentivar en los estudiantes la cultura de investigación desde los primeros cursos de la física. Si al estudiante se le proporcionarán las herramientas necesarias, basadas en el conocimiento y motivación deberá estar en capacidad de crear, plantear, realizar y exponer su práctica en el laboratorio, cumpliendo los objetivos y metas propuestas en la misma, fortaleciendo los conceptos explicados en las clases teóricas propias en cada uno de los temas de la asignatura. Retomando así la idea de lo que debe ser un ejercicio en el laboratorio: que el estudiante pueda encontrar mediante la exploración, nuevas prácticas que contribuyan a reforzar los contenidos teóricos. Así mismo, este método de aprendizaje no encasilla un concepto a una sola experiencia. De esta manera se crea el hábito y se forman futuros investigadores, que aporten con el avance científico en nuestro país.

Archivo: EF-054

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ECUACIÓN DE DIFUSIÓN LINEAL Y NO-LINEAL COMPRACIÓN DESDE EL PUNTO DE VISTA ANALÍTICO Y COMPUTACIONAL F. Fonseca1, J. F. Santos2 1

Departamento de Física: Grupo de Simulación de Sistemas Físicos, Universidad Nacional de Colombia. [email protected] 2 Departamento de Física: Universidad Nacional de Colombia. [email protected] .

Los procesos de difusión se presentan en muchos fenómenos de la naturaleza. En este trabajo mostramos tanto la solución analítica de la ecuación de difusión en una dimensión para un pulso inicial cuadrado, como la solución computacional implementada en diferencias finitas, mostrando como los resultados coinciden bastante bien. De la misma forma, se desarrolla el procedimiento para una ecuación de difusión no-lineal. El objetivo fundamental del trabajo es resaltar la enorme ventaja del uso de la simulación computacional desde un punto de vista pedagógico.

Archivo: EF-055


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SOLUCIÓN DE LA PARADÓJA DE BERTRAND USANDO MONTE CARLO F. Fonseca1, L. Gomez Cortes2 1

Departamento de Física: Grupo de Simulación de Sistemas Físicos, Universidad Nacional de Colombia. [email protected] 2 Departamento de Física: Universidad Nacional de Colombia. [email protected] .

En este trabajo se estudia la paradoja de la cuerda aleatoria de Bertrand. Mostramos como la probabilidad depende de cómo se escoja el azar en el modelo para tres casos distintos, usando el método de Monte Carlo, cada uno siendo caracterizado por su respectiva distribución de probabilidad. El propósito de este trabajo es ilustrar la aplicación del método computacional, con un fin pedagógico, aplicado a la solución de un problema geométrico.

Archivo: EF-056

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INTRODUCCIÓN A PROCESOS MONTE CARLO F. Fonseca1, C. Y. Lizaraso2, J. F. Santos3 1

Departamento de Física: Grupo de Simulación de Sistemas Físicos, Universidad Nacional de Colombia. [email protected] 2,3 Departamento de Física: Universidad Nacional de Colombia. [email protected], [email protected]

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En este trabajo se presenta la aplicación del método de Monte Carlo al cálculo de la constante π en diferentes problemas, como la aguja de Buffon y el cálculo del área de un círculo. De la misma forma, se muestra la aplicación del método al cáculo del área en un triángulo. Por lo tanto, el estudiante de Física puede generalizar el método a regiones geométricas de mayor complejidad o incluso a integrales. Este artículo fundamentalmente plantea, desde un punto de vista pedagógico, servir como punto de partida a los métodos estadísticos desde la simulación computacional.

Archivo: EF-057


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EXPERIMENTOS DIDÁCTICOS CON RAYOS LÁSER, QUE PERMITEN COMPRENDER EL CONCEPTO DE LA REFLEXIÓN DE LA LUZ Víctor Rico1*, Alberto Osorio1, Lucero Plazas1, Efraín Solarte1 1

Departamento de Física: Grupo de Óptica Cuántica, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali, Colombia; *E-mail: [email protected]

RESUMEN .

En el marco de la celebración de los 50 años de la invención del láser y con el objetivo de explorar métodos más convenientes, tanto en el aprendizaje como en la enseñanza del concepto de la reflexión, se evidenció que experimentos con rayos láser brindan un apoyo efectivo en la asimilación del concepto abordado en clase; generalmente estas se llevan a cabo sin tener en cuenta el experimento como un creador de nuevas perspectivas y diversos puntos de vista y por esta razón, en este trabajo se muestra que la interacción con experimentos con rayos láser, que permiten al estudiante sensibilizarse con estos fenómenos es importante para el análisis y asimilación de estos conceptos. Para ésto se crearon dos juegos, “el laser-maze” y “el hit the target”, con materiales asequibles, de fácil construcción y que se pueden reproducir en las aulas de clase. “El laser- maze”, consiste de bases creadas con tubos de PVC, para sostener espejos y punteros láser con la posibilidad de variar los ángulos de incidencia y reflexión; por otra parte, “el hit the target” contiene en su kit espejos cuyas bases son cajas de CD, dianas en barras, cinta, hilo y láseres de nivel. Estos experimentos permitieron descubrir la física de una forma divertida, para estudiantes de secundaria, asistentes a la feria del libro del pacífico y estudiantes de pregrado.

Archivo: EF-058

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ALTERNATIVAS TIC PARA LA CONTEXTUALIZACIÓN Y APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO DE LA FÍSICA Lizcano R. Rafael1*, Aguilar D. Esperanza2, Flórez S. Milton2 1

Escuela de Ingeniería de Sistemas e Informática, Grupo GEMA, UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER. 2 Escuela de Física, Grupo GEMA, UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER. * [email protected] RESUMEN

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La incorporación de las tecnologías informáticas en el desarrollo de actividades didácticas en la enseñanza de la Física se puede realizar a través de una diversa gama de alternativas que van desde desarrollos específicos para la simulación de fenómenos que aporten al conocimiento y comprensión de los mismos, hasta el uso de aplicaciones informáticas de uso general a otras áreas de aprendizaje que aportan a la construcción de relaciones cognitivas y potencializan el uso de estrategias de enseñanza como el trabajo colaborativo y el estudio de casos. El trabajo explora alternativas en el uso de las tecnologías de la informática y la comunicación (TIC), que desde las posibilidades del software libre permita desarrollar estrategias pedagógicas para lograr contextualización y aprendizaje significativo en el desarrollo de cursos de Física y otras áreas de las ciencias básicas. Se presentan herramientas que permitan a los estudiantes reconocer sus estructuras cognitivas e integrar nuevas relaciones a través de la interacción efectiva con sus pares y demás fuentes de conocimiento. Se aporta una guía didáctica con la cual los docentes incorporen el uso efectivo de algunas alternativas TIC que son presentadas en este documento desde una visión tecnopedagógica.

Archivo: EF-059


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DINAMIZACIÓN MOTIVACIONAL EN LAS CLASES DE FÍSICA Clavijo V Nina S. Departamento de Física: Grupo de Enseñanza de la Física. Pontificia Universidad Javeriana. Bogotá, D.C.. [email protected] .

En el Conversatorio: “La investigación en docencia universitaria un reto en el siglo XXI” realizado en la Pontificia Universidad Javeriana, en el 2010, se evidenció que independientemente de la asignatura que se ofrezca, para el docente es importante la participación activa del estudiante como parte de la estrategia de su enseñanza motivacional, la cual se deriva casi que naturalmente si el alumno ha realizado una revisión del tema previamente, pero dicha estimulación se mantiene siempre y cuando se le dé una valoración, lo que conlleva a tener otras dificultades como el aumentar el trabajo del profesor. Tanto para el estudiante como para el profesor puede ser desmotivante por el exceso de evaluaciones, que implica para unos un estudio previo de las temáticas y para otros la preparación y calificación, tiempo que puede ser empleado en la explicación del tema u otras actividades para apoyar el proceso de enseñanza. Surge la pregunta ¿Cómo motivar a los estudiantes de Física a que realicen esta actividad? Este artículo muestra unos criterios de eficacia en la evaluación de la lectura previa, fomentando la búsqueda de información conceptual del tema a desarrollar en el aula de clase, la importancia del aprendizaje colaborativo, la discusión de las preteorías de los estudiantes, en un tiempo de máximo quince minutos al iniciar la clase. Con el tiempo se entendió que ésta puede ser una versión Colombiana de la estrategia propuesta por profesor Eric Mazur de la Universidad de Harvard, desconocida en el momento de diseñar la estrategia.

Archivo: EF-060

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ENSEÑANZA DE LA CINEMÁTICA APOYADA POR MÉTODOS GRÁFICOS Clavijo V Nina S, Ángel C. Homer Departamento de Física: Grupo de Enseñanza de la Física. Pontificia Universidad Javeriana.. Bogotá, D.C. [email protected] .

En el curso de Introducción a la Física de la Pontificia Universidad Javeriana se tocan tópicos del lenguaje de la Física, aplicado al análisis gráfico hasta las aplicaciones de las leyes de Newton en el movimiento de la partícula. Este es un curso de carácter electivo, diseñado para neojaverianos especialmente para los que ingresan a las carreras de ingeniería. Aquí el desarrollo de la cinemática de la partícula se hace casi que exclusivamente por desarrollos geométricos con el movimiento en dos dimensiones, apoyados en la interpretación gráfica, propendiendo por la comprensión de los conceptos tanto de la cinemática como los del cálculo diferencial e integral.

Archivo: EF-061


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IDENTIFICAR ESTILOS DE APRENDIZAJE EN ESTUDIANTES DEL SEMILLERO DE FÍSICA UNA ESTRATEGIA EFICIENTE

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Aguilar D. E1, Flórez S. M1 Escuela de Física, Grupo GEMA, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga [email protected] RESUMEN .

El proyecto, Semillero de Física: “VALE LA PENA SOÑAR”, adscrito a la Vicerrectoría de Investigación y Extensión, inicia con el taller de Estilos de Aprendizaje-EA que es una línea de investigación del grupo GEMA. Es así que se aplica el cuestionario de Honey– Alonso [1], el cual es una adaptación al contexto académico español del cuestionario de EA LSQ (Honey y Mumford, 1986) basado en el LSI de Kolb (1976).Este cuestionario es una herramienta WEB soportado en el Sistema de Gestión de Aprendizaje SGA-MOODLE denominado AVA GEMA, que le permite a los estudiantes conocer su EA y las respectivas estrategias de aprendizaje lo cual favorece este proceso. La aplicación de la herramienta evidencia que el promedio de las tres cohortes para el estilo, activo, reflexivo, teórico y pragmático es de 68%, 17%, 9%, y 6% respectivamente, que muestra la predominancia en el estilo activo en estudiantes de colegio. Esta predominancia del estilo permite escoger las estrategias para este estilo aplicadas en los talleres posteriores se encuentran: trabajar en grupos colaborativos; dirigir debates, dramatizar, hacer presentaciones, intervenir, intentar cosas nuevas sin mucha carga académica; leer textos y formularse preguntas tales como ¿qué? ¿quién? ¿cómo? ¿dónde?, responderlas y confrontar con el desarrollo de experimentos. La eficiencia se muestra en el aprendizaje de conceptos que se evidencia en las actividades de socialización realizadas al final de cada taller, al ser contrastadas con el diagnóstico, y en el porcentaje de estudiantes que accede a educación superior que es del 38%.

Archivo: EF-062

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PLATAFORMA INTELIGENTE PARA LA ENSEÑANZA Y APREDIZAJE DE LA ASIGNATURA DE FISICA PARA ESTUDIANTES DE EDUCACION MEDIA UTILIZANDO MODELO DE INTERVENCIÓN DIDÁCTICA EN ENTORNOS VIRTUALES DE APRENDIZAJE.

Holmes Elías Pinto Avila1 1

Escribir aquí la afiliación institucional Ejemplo: Laboratorio de Óptica e Informática, Universidad Popular del Cesar [email protected] .

La enseñanza de la Física se apoyar sabiamente en los modelos de aprendizaje constructivista mediados por computador, para esto se deben utilizar las herramientas multimedia, las plataformas web y el apoyo de los docentes que permiten el aprendizaje de forma didáctica e intuitiva y eso sin mencionar el entusiasmo que deben generar estos entornos virtuales por parte del estudiante. El uso de las nuevas tecnologías, en el desarrollo de nuevos productos con fines educativos, se ha patentizado y fomentado con el surgir de plataformas destinadas a la enseñanza. Learning Física, es una plataforma inteligente la cual posibilita el uso de las animaciones, videos, sonidos, imagen y el tratamiento personalizado de cada estudiante por profesor específico, contando con cuatro niveles de usuarios: Administrador, Estudiante, Profesor y Tutor. Esta plataforma contiene además recursos que son útiles para cada estudiante, servicios de clases, así como la disponibilidad de ejercicios, los cuales pueden ser realizados y calificados por el sistema, con un servicio de ayuda en línea. Además la comunicación es otro de los elementos cruciales en el sistema, servicios instantáneos y no instantáneos, son el chat y el fórum de discusión disponibles. Otros recursos importantes que forman parte de esta plataforma son, un servicio de correo interno para docentes y una agenda para estudiantes, servicios de noticias e informaciones, registro de usuarios, así como reportes sobre el estado de los estudiantes que incluyen las estadísticas generales dentro del sistema. Esta plataforma educativa es en potencia ampliadora de oportunidades para aprender, a la mediación didáctica, configuradora del aprendizaje, y materializado en una estrategia de intervención docente que relaciona las etapas; Problematización, Construcción y Representación Cognitivas y los momentos que la viabilizan. Actualmente se encuentra en estado de aplicación en algunas instituciones educativas de educación media a nivel nacional.

Archivo: EF-063


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SIMULACIÓN DE REFELEXIÓN Y REFRACCIÓN DE FOTONES SIGUIENDO EL POSTULADO DE FEYNMAN CON GeoGebra y Algodoo N. Montoya1, C. Holguin2, O. Henao3* 1

M.Sc. Instrumentación Física, Departamento de Física, UTP, Pereira 2 M.Sc. en Física, Departamento de Física, UTP, Pereira 3 Ph.D. en Bioingeniería, Facultad de Ingenierías, UTP, Pereira *[email protected] .

Las herramientas de simulación de procesos físicos, sirven como base de apropiación de conceptos por parte de los oyentes y activa su participación en la construcción de una base teórica en física. El postulado de Feynman sobre la propagación de la luz a través de un medio mediante el seguimiento de diferentes caminos integrables, cuya magnitud se puede sumar y su fase da el tiempo mínimo utilizado por los fotones en tal viaje. En este trabajo mostramos simulaciones de las dos leyes fundamentales de la óptica geométrica, siguiendo el formalismo de Feynman y utilizando herramientas geométricoalgebraicas como GeoGebra (GNU public) y gráficas basadas en la plataforma AlgodooMR (Física en sus manos), las cuales nos permiten el análisis geométrico de las diferentes situaciones presentadas, al igual que la manipulación de tipos de materiales, índices de refracción y sus respectivas interfaces.. Los resultados nos permiten construir las curvas de tiempo-espacio desarrolladas por Feynman, inferir la ley de Snell gráficamente, evidenciar el principio de Fermat sobre la propagación de la luz, además de los ángulos de reflexión interna y total, junto con el ángulo de Brewster para diferentes tipos de refracción, incluyendo el fenómeno de dispersión anómala. Como conclusión este tipo de simulaciones permite el estudio interactivo de algunos postulados importantes de la física desde la perspectiva del hacer, además de posibilitar la manipulación de diversos tipos de materiales y su interacción con la luz de forma no accesible en la vida universitaria de laboratorios de física.

Archivo: EF-064

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CIRCUITOS POLIEDRICOS RESISTIVOS, EXPERIMENTO DISCREPANTE: HERRAMIENTA DE APRENDIZAJE

S. Torres1*, P. Talero 1 1

Grupo Fisinfor, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, * [email protected] RESUMEN

Se analizan circuitos simples formados por resistencias de igual valor que exhiben estructuras poliédricas regulares, se halla la resistencia equivalente entre vértices opuestos, de igual forma se estudia el comportamiento de las corrientes, caídas de potencial y potencia en cada resistor. Utilizando simetría rotacional se observa que existen planos equipotenciales permitiendo reducir el circuito a un arreglo simple de resistores en serie y paralelo. Se emplea a manera de herramienta didáctica como experimento discrepante (ExD) para el aprendizaje de conceptos en circuitos.

Archivo: EF-065


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EXCEL ®, HERRAMIENTA BÁSICA PARA LA SIMULACIÓN DE SISTEMAS FÍSICOS W. R. Aguirre-Contreras* Departamento de Física: GMTF, Universidad del Valle *william.aguirre @correounivalle.edu.co ¿Cómo ligar en el aula la representación algebraica, funcional y diferencial de la física con la visión cotidiana de la realidad? En el presente trabajo se presenta una forma simple de emplear las hojas de cálculo de Excel®, y su posibilidad de programar macros, en el quehacer docente. Esta aplicación que está presente en casi todos los computadores personales (el del docente y el del estudiante) es una herramienta didáctica que permite revelar al alumno lo que representan espacial y temporalmente las “formas” matemáticas empleadas en el “metalenguaje” de la física, sin que para ello se requieran grandes habilidades computacionales. Usando no más de diez líneas de código en una macro de Excel® es posible abordar fácilmente desde problemas de movimiento parabólico, interacciones gravitacionales de dos o más cuerpos, pasando por oscilaciones y ondas hasta estados no estacionarios en un pozo de potencial, energía de Fermi e incluso modelo de Ising con método de Monte Carlo. Todo radica en emplear la instrucción Worksheets(“Hoja1”).cells(fila,columna), un par de órdenes de Visual Basic® y un manejo adecuado de la hoja de Excel® para poder ver una simulación del movimiento de estos sistemas. La ventaja de usar esta aplicación radica en que, a diferencia de los applets en Java® o el uso de Interactive Physics® u otros muchos, el estudiante (y el docente) pueden escoger el problema que quieren abordar, producir las modificaciones que deseen y simultáneamente observar que representa visualmente la expresión matemática que está poniendo en juego.

Archivo: EF-066

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AstroM etro. Red Docente de Astronomía para Área M etropolitana de Bucaramanga Mantilla J. 1, Muñoz J.T 1 *, Núñez L. A.1,2,3** Peña, V1., Sandoval, M.A. 1 , Suarez M. 1,2, Torres L.A.1* 1 Grupo Halley, de Astronomía y Ciencias Aeroespaciales, Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia 2 Grupo de Investigaciones en Relatividad y Gravitación (GIRG) Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia 3 Centro Nacional de Cálculo Científico, (CECALCULA) Universidad de Los Andes, Corporación Parque Tecnológico de Mérida, Mérida, Venezuela *[email protected] **[email protected] En este trabajo presentamos el registro de la experiencia de AstroMetro, una red de docentes y centros de trabajo en Astronomía del área metropolitana de Bucarmanga. AstroMetro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

Su deseo de presentación es: Oral

X

Dentro de cuál de las líneas especificadas en la página web clasificaría su trabajo: Epistemología , Historia y enseñanza de la física

Archivo: EF-067


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LA LEY DE FARADAY EN FORMA DIFERENCIAL A TRAVES DE UN MODELO TRIDIMENSIONAL G.A. Atehortua1, M.A. Parra1, D. Osorio1, R. Marquez1, S.Y. Lopez2, A.A. Rojas 1* 1

Programa de Ingeniería de Sistemas: Grupo Cooperativo en Experiencias didácticas e Interactivas, Universidad Cooperativa de Colombia sede-Ibagué 2 Departamento de Física: , Universidad de Antioquia *angel.rojas @campusucc.edu.co

Nuestra propuesta se enmarca en el desarrollo de un modelo tridimensional con AutoCAD para apoyar el proceso enseñanza-aprendizaje en la asignatura de Electricidad y Magnetismo, de los programas de ingenierías de la Universidad Cooperativa de Colombia sede – Ibagué y la Universidad de Antioquia. Nos permitimos presentar este trabajo investigativo en el que se articulan de manera integrada e interactiva: texto, modelo y un conjunto muy variado de actividades virtuales a fin de facilitar la comprensión de los aspectos abstractos que implica el estudio de la Ley de Faraday en su forma diferencial, y cuya función primordial es mejorar el ambiente del aula, matizándola de un entorno colaborativo y generando una actitud positiva y autónoma en los estudiantes, frente a los modelos matemáticos que de ella se derivan.

Archivo: EF-068

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MODELO 3D PARA LA COMPRENSION DE LA LEY DE GAUSS (E) EN FORMA DIFERENCIAL G.A. Atehortua1, K. Perdomo1, D. Romero1, S.Y. Lopez2, A.A. Rojas 1* 1

Programa de Ingeniería de Sistemas: Grupo Cooperativo en Experiencias didácticas e Interactivas, Universidad Cooperativa de Colombia sede-Ibagué 2 Departamento de Física: , Universidad de Antioquia *angel.rojas @campusucc.edu.co

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Se presentan en este trabajo los principales avances y resultados de un proyecto conjunto, que se viene desarrollando entre la Universidad Cooperativa de Colombia Sede - Ibagué y la Universidad de Antioquia, encaminado al diseño, elaboración, implementación y evaluación de un modelo tridimensional potencialmente didáctico y significativo para abordar la enseñanza de la Ley de Gauss para el campo eléctrico en forma diferencial en un curso de Electricidad y Magnetismo. Cabe destacar la metodología de trabajo establecida, los instrumentos de evaluación utilizados y, entre los resultados, la elaboración de una serie de modelos y la pertinencia de éstos para la comprensión de conceptos y fenómenos sobre todo de forma espacial por parte de los estudiantes, posibilitándoles la construcción de representaciones mentales sobre conceptos y fenómenos ampliamente abstractos, que de otra forma resultan inaccesibles a su comprensión.

Archivo: EF-069


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APRENDIZAJE ACTIVO ALREDEDOR DE NÚCLEOS TEMÁTICOS EN UN CURSO DE FÍSICA MECÁNICA PARA LOS PRIMEROS SEMESTRES DE UNIVERSIDAD 1

Fernando Molina Focazzio1 * Departamento de Física: Grupo de Enseñanza de la Física (GEF), Universidad Javeriana(sede Bogotá) * fmolina @javeriana.edu.co Resumen .

El primer curso de Física a nivel Universitario que cubre todos los tópicos de Mecánica Newtoniana, es extenso por la cantidad de temas y profundo en la parte conceptual. Los Profesores se ven abocados a cubrir varios temas en poco tiempo lo que puede llevar a que las clases sean, únicamente, magistrales y el docente no conozca el estado del aprendizaje y manejo de dichos temas por parte de sus estudiantes. En este trabajo se propone una herramienta metodológica consistente en dividir los temas en unos pocos núcleos, que llamaremos: “núcleos temáticos” los cuales corresponden a los que a juicio de la comunidad de profesores son los importantes, y estructurar el curso alrededor de unos problemas tipo que involucren el manejo de los conceptos principales. Los núcleos temáticos recogen la experiencia de los Docentes con la asignatura y la materialización o puesta en práctica del procedimiento se centra en los problemas tipo llevados al aula para que sean los estudiantes quienes los resuelvan en una modalidad de aprendizaje activo. El ejercicio de diseñar los problemas y ejercicios conlleva un análisis del sujeto que aprende seguido de la construcción del modelo de las competencias necesarias para que el estudiante resuelva en forma exitosa problemas similares. La metodología propuesta en el trabajo es susceptible de ser aplicada a otras asignaturas.

Archivo: EF-070

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ENSEÑANZA DEL MOVIMIENTO DE PROYECTILES EN UN CURSO DE MECÁNICA CLÁSICA EN LOS PRIMEROS SEMESTRES DE UNIVERSIDAD CON EL USO DE PHYSLETS ITERATIVOS. 1

Fernando Molina Focazzio1 * Departamento de Física: Grupo de Enseñanza de la Física (GEF), Universidad Javeriana(sede Bogotá) * fmolina @javeriana.edu.co Resumen .

Se presenta en éste trabajo una estrategia para la enseñanza del movimiento de proyectiles cerca de la superficie terrestre usando una paquete de simulación por computador, iterativo. El trabajo con la simulación pone de relieve los elementos conceptuales de las leyes de Newton y sus aplicaciones a modelos de situaciones cercanas a la realidad. Se busca que el Estudiante construya un marco teórico que lo lleve a establecer un procedimiento para encontrar la solución de situaciones problema similares. Aplicaciones en computador diseñadas para simular un sistema físico o Physlets, debe su nombre a la abreviatura en inglés de physics applets (physlets) y se refieren a aplicaciones en java diseñadas específicamente para la enseñanza de las ciencias y en particular, en el caso de éste trabajo, se desarrolla el paquete y se propone su aplicación a la enseñanza de la mecánica clásica dentro de los cursos regulares en los primeros semestre de universidad.

Archivo: EF-071


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COMPRENSION DE LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA A PARTIR DE LA CONSTRUCCIÓN DE UNA MAQUINA HIPOTÉTICA DE MOVIMIENTO PERPETUO Diego Fernando Vera Valcarcel, Diego Julián Rodriguez 1

Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad Pedagógica Nacional 1

[email protected] ,[email protected]

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Se analizo una máquina de movimiento el pájaro bebedor, donde se estudio la posibilidad de violar la segunda ley de la termodinámica para comprender el fenómeno con mayor claridad y hacer de este una herramienta didáctica para entender los fundamentos de la termodinámica. Se hizo un análisis teórico y experimental del movimiento de este artefacto para diferentes condiciones iníciales. El trabajo experimental se baso en el estudio mecánico que permite visualizar y caracterizar del movimiento del artefacto, este desarrollo experimental se llevo a cabo con la ayuda del programa tracker, programa que por medio de un video del movimiento determina a través de fotogramas el movimiento, mostrando la cinética del sistema. Finalmente, después de estos análisis se logro determinar las características físicas del movimiento de la maquina del Pájaro Bebedor y a partir del análisis experimental se determino la perdida de energía experimentada, se revalido la no existencia de una maquina de movimiento perpetuo perfecta que muestre una eficiencia completa y que pueda llegar a generar movimiento eterno después de un impulso inicial sin detenerse en ningún momento.

Archivo: EF-072

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ESTUDIO DE SITUACIONES DE EQUILIBRIO: UNA APROXIMACION EXPERIMENTAL Roa, F. L1, González, M.H1, Torres, Y2 Grupo Física del Medio Ambiente y Energía Solar (FMAES)1. Grupo de Investigación Enseñanza de las Ciencias y la Astronomía2 Facultad de Ciencias y Educación. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá. Colombia [email protected],[email protected],[email protected]

De acuerdo a teorías interaccionistas, el experimento fomenta la exploración, generación de hipótesis, contrastación con otros pares y con modelos de la comunidad científica. De igual forma, propicia la creación de ambientes de aprendizaje que posibilitan la interiorización de conceptos inherentes a los fenómenos. Se muestran los resultados obtenidos en una actividad experimental, consistente en el diseño, construcción y utilización de un dispositivo para sostener un peso en condiciones no creíbles. La actividad, desarrollada con estudiantes de secundaria y determinados niveles de educación universitaria, propicia un ambiente lúdico para dilucidar preconceptos, teorías propias del estudiante y fomento de habilidades argumentativas, alrededor de conceptos como: centro de masa, ejes de rotación, situaciones de equilibrio, sumatoria de fuerzas, los cuales en ocasiones se tornan confusos especialmente cuando los cuerpos no presentan una geometría regular.

Archivo: EF-073


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¿QUÉ AVANCE EN LA FORMACIÓN DE LA MECÁNICA DE NEWTON SE HA LOGRADO EN LOS ÚLTIMOS AÑOS? D. Peña Lara1, H. Tamayo2 y A. Perea1 1

Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali (Colombia) 2 Universidad Santiago de Cali, Cali (Colombia) *[email protected]

Resumen La mecánica newtoniana es tema obligatorio en el currículo escolar tanto a nivel medio como en los primeros cursos de la universidad, pero ¿qué tanto asimilan los estudiantes? Varias investigaciones sobre la mecánica de Newton se han hecho en los últimos 30 años y se han adelantado propuestas didácticas para estudiantes y profesores del nivel medio, sin embargo, a pesar de tener mejor cualificación profesoral, cuando se aplica el Test Conceptual de Fuerza de hace tres décadas se obtienen los mismos resultados manifestándose lo difícil que es remover el conocimiento cotidiano y construir conceptos de mecánica.

Archivo: EF-075

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DINAMICA DE TUNELAMIENTO Y CALCULO DE DECAIMIENTOS POR MEDIO DE PROPAGACION SEMICLASICA John Jairo Zuluaga Quintero1, Alina Lucia Imbeth Luna2 Instituto de Física, Grupo de Física Industrial y de la Radiación, Universidad de Antioquia 2 Departamento de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería, Grupo de Física Industrial y de la Radiación, Universidad de Antioquia *Email del Autor correspondiente: jzulu @fisica.udea.edu.co 1

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La llamada dinámica de tunelamiento ocurre en sistemas Hamiltonianos cuánticos para el cual el sistema clásico correspondiente presenta un espacio de fases mezclado (regiones regulares y caóticas), que contiene regiones desconectadas dinámicamente. Mientras el movimiento clásico se confina a las regiones regulares o caóticas, en mecánica cuántica se presenta un acoplamiento debido al tunelamiento dinámico que se manifiesta en el decaimiento exponencial de un paquete de onda que evoluciona desde una región regular a una región caótica. Se hace un estudio usando propagación Semiclásica para la evolución temporal de un paquete de onda en un potencial tipo oscilador, que presenta un espacio de fase mezclado, el cual muestra la dinámica del proceso de tunelamiento y permite determinar ratas de tunelamiento. Además, se calcula la distribución de niveles y su relación con los estados correspondientes a regiones regulares y caóticas

Archivo: EF-076


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PROPUESTA DE PRÁCTICAS EXPERIMENTALES CON DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS PARA LA ENSEÑANZA DEL ESTADO SÓLIDO

M. Torres-Luengo1* y F. Fajardo1 1

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá – Colombia. * e-mail: [email protected]

En Colombia pocas universidades hacen experimentos en los cursos de estado sólido, debido principalmente a los altos costos de los equipos y montajes experimentales. En este trabajo se propone un conjunto de experimentos basados en la caracterización de cinco dispositivos electrónicos. Dos termistores (uno NTC y otro PTC) son caracterizados a partir de sus curvas corriente-voltaje (I-V), se estudia el comportamiento no lineal de sus resistencias en función de la temperatura y se determina una energía de activación de 0,37 eV para el termistor NTC 103 y un valor para qϕ = -2 eV para el caso del termistor PTC MZ2, donde ϕ es la función barrera de potencial. Dos celdas fotovoltaicas se caracterizan por medio de la medida de las curvas I-V para diferentes intensidades de iluminación. Una celda es comercial y la otra se obtiene de la juntura p-n de un transistor de potencia (2N3055). Se comparan sus eficiencias a partir del factor de llenado. Finalmente se caracteriza una fotorresistencia variando la intensidad de iluminación y la temperatura, obteniendo un valor de 0,33 eV para la energía de activación. En el trabajo se muestra como las medidas de las curvas I-V en función de la temperatura se pueden hacer con un equipo sencillo y de muy bajo costo. Algunos de los principios básicos del estado sólido que se pueden estudiar a partir de los experimentos son: dependencia de la resistencia con la temperatura, gap de energía, energía de activación, portadores tipo p y tipo n, factor de llenado de una celda solar, además de discutir la física del funcionamiento de los dispositivos.

Archivo: EF-077

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MEDIDA DE LA TRANSICIÓN DE UN FLUIDO NEWTONIANO A UNO NO NEWTONIANO UTILIZANDO UN VISCOSÍMETRO ROTACIONAL Andrés Guzmán Escobar*y F. Fajardo. 1

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá-Colombia. * [email protected] .

En el presente trabajo se estudia como varia la viscosidad en la transición de un fluido newtoniano a uno no newtoniano. La transición en el fluido se logra variando la concentración de harina de trigo en un volumen fijo de agua (150 ml). Para la medida de la viscosidad se emplea la geometría de Coutte, es decir un reómetro de cilindros concéntricos. Para determinar la velocidad terminal al reómetro se le adapto un sensor de rotación (Pasco CI6538), con el que se mide la posición de la masa (m) que hace girar el cilindro interior en función del tiempo. Para concentraciones de harina en la mezcla menores a 50 g, la masa m no alcanza la velocidad terminal. Para 60 g de harina la masa m se mueve con la velocidad terminal y el fluido tiene un comportamiento newtoniano, obteniendo una viscosidad de 0,106 Pa·s. La masa de la harina se aumento de a 5 g, hasta llegar a un límite de 140 g, en donde la mezcla adquiere las características de un sólido (no fluye). A partir del análisis de las curvas de flujo (esfuerzo de corte vs. rapidez de deformación) se encuentra que la transición de fluido newtoniano a no newtoniano ocurre para una masa de harina de 80 g. Utilizando el modelo de la ley de potencia ! = !! ! se demuestra que el fluido posee un comportamiento de tipo seudoplastico, cuya transición del valor n (respecto a la unidad en un fluido newtoniano) va desde 0.70 hasta 0.62, cuando la masa de la harina varia de 80 a 130 g en la mezcla con agua. Para el mismo intervalo se encuentra que el índice de consistencia k varía desde 1.5 hasta 9.7. Este experimento puede ser utilizado para ilustrar diversos comportamientos de los fluidos, en especial el de los no newtonianos.

Archivo: EF-078


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FISICA DESDE UN ENFOQUE DIDÁCTICO BASADO EN FLASH

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Lina Espinosa1 Idriss Sandoval V2, Edher Sandoval V3 Grupo Sigmma, Est. Ing. Industrial, Universidad Santo Tomas de Aquino, Bucaramanga 2 GOTS, Msc(C) Ing. Electrónica. Docente UIS- USTA. UIS. 3 Est. Ing. Civil. Universidad Industrial de Santander. 1 2 3 [email protected] [email protected] [email protected]

Actualmente existen herramientas que ilustran de manera didáctica explicaciones a fenómenos físicos. La utilización de programas interactivos como Macromedia Flash Mx facilita la creación de animaciones en donde temas como estática, dinámica, y electromagnetismo pueden llegar a entenderse rápidamente, debido a que se implementan imágenes, sonidos y videos que logran explicar la teoría con una simulación virtual. El presente artículo propone una serie de ejemplos de física con su respectiva animación en Flash. Se presenta inicialmente una guía básica del programa en la creación, ejecución y edición de animaciones, posteriormente se hace referencia a situaciones propias de los fenómenos a tratar.

Archivo: EF-079

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PREDICCIÓN, EXPERIMENTACIÓN Y SIMULACIÓN EN LA ENSEÑANZA DE LA FUERZA DE ROZAMIENTO Herson Hincapie Martinez1,3* y José Daniel Muñoz2,3 1

I.E.D. Carlo Federicci, Calle 14 A # 108-78, Bogotá D.C., Colombia. Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Crr. 30 # 45-03, Edificio 404, Oficina 348, Bogotá D.C., Colombia. 3 Maestría en la enseñanza de las ciencias exactas y naturales, Universidad Nacional de Colombia, Colombia *[email protected]

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La fuerza de rozamiento seca es uno de los temas que mayores errores presenta en su exposición en libros de texto, tanto de educación media como universitarios, y son pocas las estrategias didácticas publicadas que intenten resolver estos problemas. Este trabajo propone una estrategia didáctica para la enseñanza correcta de la fuerza de rozamiento que combina clases magistrales orientadas hacia la predicción, prácticas experimentales y – como algo muy novedoso – prácticas en simuladores virtuales. La propuesta se implementó con estudiantes de grado once del Colegio Distrital Carlo Federici, de la zona Franca de Fontibón, y se evaluó con informes escritos de laboratorio (experimentales y virtuales) y con una prueba de selección múltiple, diseñada para tal fin, que se aplicó dentro de un modelo cuasiexperimental de comparación de tratamientos, uno que incluye simulación y uno que no. Los informes de laboratorio muestran una comprensión correcta de los conceptos por parte de los alumnos, y el análisis de la prueba de selección múltiple muestra un incremento estadísticamente significativo del desempeño promedio de los estudiantes, mayor aún para el grupo que incluye la simulación. Los estudiantes se muestran, además, muy motivados por las prácticas experimentales y los informes de laboratorio. Sin embargo los puntajes totales que obtienen los estudiantes siguen siendo bajos, algo que no coincide con los informes de laboratorio, pero que puede tener su origen en las falencias de los estudiantes en comprensión lectora y en interpretación de información gráfica. .

Archivo: EF-080


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DIFICULTADES EN LA INTERPRETACIÓN DEL CONCEPTO DE FUERZA EN ESTUDIANTES DE GRADO DÉCIMO. UNA PROPEUSTA DIDÁCTICA PARA ABORDAR LA PROBLEMÁTICA Yorlady García Castro1,3* y José Daniel Muñoz2,3 1

INEM Francisco de Paula Santander I.E.D,, Calle 38 C sur # 79-08, , Bogotá D.C., Colombia. 2 Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Crr. 30 # 45-03, Edificio 404, Oficina 348, Bogotá D.C., Colombia. 3 Maestría en enseñanza de las ciencias exactas y naturales, Universidad Nacional de Colombia, Colombia *[email protected]

Una de los obstáculos principales en la enseñanza de la Dinámica es la dificultad que existe para re-estructurar las ideas previas del estudiante que asocian fuerza con movimiento, y no con el cambio del movimiento. La propuesta didáctica planteada en este trabajo aborda específicamente la enseñanza del concepto Fuerza a partir de actividades que proponen la solución de situaciones gráficas, recreadas y experimentadas que presentan la fuerza como la responsable del cambio de movimiento y que posibilitan la discusión de las ideas previas del estudiante. La propuesta se implementó con estudiantes de grado décimo del Colegio INEM Francisco de Paula Santander de la localidad de Kennedy en Bogotá. La aplicación se evaluó con un diseño pre-experimental aplicando un mismo test antes y después de la implementación de la estrategia. El análisis estadístico de los resultados mostró un incremento estadísticamente significativo del desempeño promedio de los estudiantes, pero los puntajes siguen siendo en general bajos. En efecto, la mayoría de los estudiantes persisten en sus ideas previas y se sugieren incluir otros elementos en la propuesta para lograr un mejor resultado en el futuro.

Archivo: EF-081

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CONSTRUCIÓN DE ALGUNAS MAQUINAS DISEÑADAS POR LEONARDO DA VINCI Y SU CONEXIÓN CON LA MECANICA DE NEWTON H.J. Castro Estupiñan1, J.H. Díaz 1 , J.M. Flórez 1 1


RESUMEN .

El diseño, la construcción y modo de empleo de ciertas máquinas propuestas por Leonardo Da Vinci en el área de Mecánica nos acerca a los comienzos teórico-prácticos del estudio relacionado con el funcionamiento mecánico de sistemas físicos. Su naturaleza antigua, muestra la manera como Leonardo Da Vinci se preocupaba por solucionar problemas cotidianos, plasmando en sus notas un gran número de máquinas con fines aplicativos y de funcionamiento simple. Sin embargo, es bien conocido que buena parte de sus diseños no se logró materializar. No obstante, sus notas contienen una amplia gama de conocimientos teóricos, y por esta razón, se realizó una investigación, resultado de la cual, se decidió construir una serie de prototipos emulando los propuestos y desarrollados para la época, por Leonardo Da Vinci. Estos desarrollos, se proponen como módulos didácticos con los cuales, se facilita la enseñanza de ciertos temas relacionados con la Mecánica Clásica. El material desarrollado, es de fácil construcción y diseño, por consiguiente, puede ser utilizado como material de apoyo pedagógico para enseñar temas relacionados con la Mecánica de Newton a estudiantes de bachillerato y primeros semestres de Universidad, particularmente a quienes tienen tendencias en formación artística.

Archivo: EF-082


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COCNSTRUCIÓN DE UN ASTROLABIO MEDIEVAL ADAPTADO A LA LATITUD DE LA CIUDAD DE BOGOTA H.J. Castro Estupiñan1, J.H. Díaz 1 , J.M. Flórez 1 1


RESUMEN .

Los astrolabios son instrumentos que emplearon los astrónomos antiguos para localizar estrellas, y una vez ubicada la estrella correspondiente, se utilizaba para calcular el tiempo Solar y Astral. La construcción de todas sus partes se realizaba en bronce y cada diseño en particular se realizaba para una latitud determinada del globo terráqueo. Su importancia histórica y científica radica en que fue uno de los primeros instrumentos científicos creados por el hombre, y por lo tanto, primordial para el desarrollo ulterior de las ciencias modernas. Un astrolabio medieval, adaptado a la latitud de la ciudad de Bogotá, muestra la astronomía desde un punto de vista histórico, acondicionado a los requerimientos científicos y pedagógicos de nuestra época. En este trabajo se muestra el diseño y construcción de un astrolabio para la latitud de la ciudad de Bogotá.

Archivo: EF-083

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PROPUESTA METODOLÓGICA Y DIDÁCTICA PARA ABORDAR LA TEORIA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD EN SECUNDARIA A PARTIR DEL CONCEPTO DE MASA RELATIVISTA Néstor Mendez1, Yesid Cruz 1, Giovanni Cardona 1* 1

Departamento de Física: Grupo La enseñanza de la Física y la relación Física Matemática , Universidad Pedagógica Nacional *gicardona @pedagogica.edu.co

Este artículo tiene como objetivo dar algunas ideas y apoyar con una propuesta metodológica y didáctica la intensión de los docentes de secundaria interesados en enseñar y difundir la Teoría Especial de la Relatividad. La propuesta inicia con la presentación y revisión de experimentos mentales convertidos en animaciones, que junto con ideas de conservación de cantidades físicas, permiten llegar a la idea de masa relativista. Aunque la dependencia funcional con la velocidad de esta expresión es una idea generadora de controversias, si se acepta permite reconstruir las expresiones más importantes de la Teoría Especial de la Relatividad sin que el poco conocimiento matemático de los estudiantes impida algún progreso. Por otro lado el tratamiento metodológico busca que los estudiantes adquieran habilidades como: definir sistemas de referencia, interpretar fenómenos a partir de los postulados de la Teoría Especial de la Relatividad y estar en la capacidad de argumentar y sintetizar diferentes ejercicios. En este punto entran a jugar un papel importante las diferentes herramientas didácticas que se generaron, una de las cuales fue material (software) interactivo, ya que en este caso a falta de herramientas experimentales la simulación de los fenómenos pasa a tomar un papel importante por la cual se logra una mejor conceptualización del contenido teórico y comprensión de los fenómenos físicos. Se propone una metodología apoyada en el pensamiento deductivo que permitirá a los profesores proceder de forma asertiva a la hora de difundir esta teoría. •

Archivo: EF-084


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¿ES IMPORTANTE EL ORDEN DE LOS TEMAS CON QUE SE ABORDA LA ENSEÑANZA DE LA MECÁNICA?

José Moisés Rosales1,3* y José Daniel Muñoz2,3 1

Escuela Normal Superior de Ubaté, Crr. 6 # 9- 06, Barrio Juan José Neira, Ubaté (Cundinamarca), Colombia. 2 Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Crr. 30 # 45-03, Edificio 404, Oficina 348, Bogotá D.C., Colombia. 3 Maestría en enseñanza de las ciencias exactas y naturales, Universidad Nacional de Colombia, Colombia *[email protected]

Uno de los objetivos más difíciles de lograr en la enseñanza de la física ha sido el de modificar los conceptos previos de los estudiantes acerca de la fuerza y de la velocidad. Este trabajo propone una estrategia didáctica novedosa para la enseñanza de la cinemática que añade elementos de dinámica para ayudar a reestructurar esos conceptos previos. Las unidades conceptuales se desarrollan siguiendo un orden completamente diferente al tradicional: vectores, interacción, inercia, sistemas de referencia, desplazamiento, velocidad y aceleración, y se fundamentan en el diálogo mayéutico con los estudiantes, a partir de sus conceptos previos. Para poner a prueba la estrategia, se realizó un diseño pre-experimental con prueba inicial y final con estudiantes de décimo grado de la Escuela Normal Superior de Ubaté. El análisis estadístico de los resultados muestra que el desempeño promedio de los estudiantes mejora en una medida estadísticamente significativa; de hecho, la totalidad de los puntajes obtenidos por los estudiantes en el post-test supera la mediana de sus puntajes en el pre-test. Este resultado soporta la hipótesis, confirmada también por diálogos con los estudiantes, de que sus conceptos previos acerca del movimiento y de la fuerza han sido reestructurados a lo largo de la instrucción, lo que constituye un resultado excelente que abre caminos interesantes de trabajo futuro.

Archivo: EF-085

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IMPLEMENTACIÓN DE LA SUPERCONDUCTIVIDAD Y LA SUPERFLUIDEZ EN LA ENSEÑANZA DE LOS ESTADOS DE LA MATERIA PARA GRADO ONCE Acosta Urian Y. 1, Anacona Beltrán C. 2 1

2008246002, Departamento de Física, Universidad Pedagógica Nacional. ([email protected]) 2 2008246003, Departamento de Física, Universidad Pedagógica Nacional. ([email protected])

La propuesta consiste en aproximar los conceptos de superconductividad y superfluidez como temas que concluyan los estados de la materia en el programa de física a estudiantes de grado undécimo; de forma práctica, didáctica y activa de docente a estudiante y viceversa; mediante la aplicación de estrategias pedagógicas (cuentos, analogías, experimento e imágenes) que faciliten el proceso enseñanza-aprendizaje de los mismos, promoviendo una cultura científica que permita evidenciar un puente entre la física y la vida real para que esta no sea ajena a ellos. El objetivo principal es posibilitar que el estudiante conozca las aplicaciones (tren de levitación magnética y líquido criogénico altamente refrigerante) y los diferentes campos de acción que pueden llegar a tener en el futuro (superconductores a temperatura ambiente y circuitos de átomos ultra fríos), a partir de una aproximación cualitativa de características de la materia a nivel microscópico en dichos estados, ya que para aproximar estos conceptos es necesario de este tipo de explicación. Al mismo tiempo se busca generar un desequilibrio conceptual desde explicaciones como el fenómeno de la atracción de electrones y la desaparición de la viscosidad en el helio, entre otras; en búsqueda de animar y generar interés por nuestra área disciplinar con temas novedosos, así como estimular la actitud investigadora y la capacidad de acción de los estudiantes.

Archivo: EF-086


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CONSTRUCCIÓN Y CALIBRACIÓN DE TERMOCUPLAS PARA LOS LABORATORIOS DE FÍSICA, Y FISICOQUÍMICA DE LA UNIVERSIDAD DE LA AMAZONIA. (UNA EXPERIENCIA DIDÁCTICA). CABRERA, M. L1, NARVAEZ M. R1, CHICA B. R2, OTÁLORA B. J. H.2 1

Estudiantes Programa de Licenciatura en Matemáticas y Física. Grupo de Investigación en Materiales aplicados a desarrollos tecnológicos para la región y la enseñanza de la física. Universidad de la Amazonia. Florencia. 2 Docentes Programa de Licenciatura en Matemáticas y Física. Grupo de Investigación en Materiales aplicados a desarrollos tecnológicos para la región y la enseñanza de la física. Universidad de la Amazonia. Florencia. [email protected] [email protected]

Para sobresalir en el proceso de enseñanza-aprendizaje tradicional de las Ciencias físicas, en la cual la investigación no desempeña un papel importante, y más bien brilla por su ausencia-, en el programa de Licenciatura en Matemáticas y Física de la Universidad de la Amazonia, un grupo de profesores se encuentran implementando las que se han denominado Experiencias Didácticas, mediante las cuales se pretende acercar al estudiante al trabajo científico por medio de la selección de una situación teórica o práctica para solucionar, y llevándolo a la limitación del problema, al diseño de su solución y a la solución misma del problema seleccionado, con su correspondiente socialización. El presente trabajo da cuenta del desarrollo de la Experiencia Didáctica “Construcción y calibración de termocuplas para los laboratorios de física y fisicoquímica de la Universidad de la amazonia”, el cual a más de dar solución a una necesidad técnica de los laboratorios de la Universidad de la Amazonia exigió a los autores a profundizar en los conceptos y mediciones de la teoría eléctrica (voltaje, multímetros etc), pero también en conceptos cuánticos tales como efecto Seebeck, pozos de potenciales cuánticos, niveles de energía de Fermi etc. Palabras claves: enseñanza-aprendizaje, investigación, didáctica, termocupla.

Archivo: EF-087

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PROPUESTA EDUCATIVA PARA EL DESARROLLO DEL EXPERIMENTO EN ÓPTICA CON EL USO DE LAS TIC Luz Amanda Montes1*, Paola Andrea Arias2, Ever Humberto Sáchica3 1

Escuela de Física: Grupo de Física aplicada y simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia 3 Departamento de Ciencia Básicas: Grupo de Ciencias básicas, Universidad Santo Tomasseccional Tunja * amandajemes2094 @gmail.com Se presenta una propuesta educativa con la cual se refuerza la presencialidad del experimento en óptica a través del uso de las Tecnologías de la información y la comunicación (TIC), dirigido a estudiantes de ingeniería y física; generando apropiación del conocimiento de la óptica, con la implementación de un aula virtual en el sistema de administrador de contenidos LMS (Learning management system) moodle, el cual se articula bajo la didáctica del aprendizaje activo y significativo en sus tres tipos: representativo, conceptual y propositivo; implementando actividades de enseñanza aprendizaje, permitiendo la inclusión de procesos de evaluación retroalimentados.

Archivo: EF-088


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ENSEÑANZA DE LOS CONCEPTOS DE LA CINEMÁTICA DESDE UNA PERSPECTIVA VECTORIAL Brian Alexander Gómez1,3* y José Daniel Muñoz2,3 1

Colegio Distrital José Antonio Galán,I.E.D., Cra., 78 J No. 58 m - 22 sur, Bogotá D.C., Colombia. 2 Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Crr. 30 # 45-03, Edificio 404, Oficina 348, Bogotá D.C., Colombia. 3 Maestría en enseñanza de las ciencias exactas y naturales, Universidad Nacional de Colombia, Colombia *[email protected] .

Este trabajo presenta el diseño e implementación de una metodología para la enseñanza los conceptos cinemáticos desde una perspectiva vectorial, cuyo propósito es mejorar la comprensión de los estudiantes de grado décimo del Colegio José Antonio Galán. La construcción de los conceptos de posición, velocidad y aceleración se realiza desde la experiencia cotidiana utilizando su representación vectorial; se da prelación al trabajo gráfico y al análisis de las situaciones planteadas, y se incluyen actividades grupales, prácticas experimentales y discusiones sobre el desarrollo histórico de los conceptos. Por medio de un diseño cuasi-experimental con grupo control se mostró que la metodología propuesta aumenta el desempeño de los estudiantes en pruebas de selección múltiple sobre cinemática y vectores. Durante la implementación se evidenció que los estudiantes se motivan mucho más y se les puede hacer un seguimiento más personalizado con la metodología propuesta. Sin embargo, los puntajes totales siguen siendo bajos, pues los estudiantes presentan dificultades la inferencia de información a partir de los textos, en el seguimiento de instrucciones y en el manejo de expresiones algebraicas. En consecuencia se recomienda la implementación de esta propuesta, pero con un refuerzo de las competencias previas indicadas anteriormente. .

Archivo: EF-089

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PROPUESTA DE IMPLEMENTACIÓN DEL PROGRAMA DE FÍSICA APLICADA EN LA UNIVERSIDAD DISTRITAL K. Ortega Cetina1, J.M. Flórez Pérez 1, E. Posada Flórez 2 1

Facultad de Ciencias y Educación, Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. 2

Centro Internacional de Física – CIF [email protected] RESUMEN

Recientemente Universidades como la del Cauca, Tecnológica de Pereira, Nacional Sedes: Manizales y Medellín, y EAFIT; han incursionado con el Programa de Ingeniería Física, orientando el currículo a ciertos sectores de la industria nacional que requieren el acompañamiento de la universidad colombiana para su fortalecimiento y desarrollo, con el propósito de ser competitivos a nivel nacional e internacional. Sin embargo, al hacer una revisión detallada de estos currículos se observa ausencia en la formación pedagógica. En este trabajo, se presenta una propuesta curricular para implementar la carrera de Física Aplicada con opción de doble título de pregrado, la cual, busca integrar las dos miradas académicas del problema (disciplinar y pedagógica), entendiendo la educación y la investigación aplicada en Física como piedras angulares para el desarrollo científico y tecnológico del país con inclusión social. Teniendo como base el trabajo desarrollado por el Centro Internacional de Física, durante sus veinticinco años de vida académica, particularmente el acercamiento que ha tenido con el sector industrial de Bogotá, de la región y del país, se orienta el currículo para apoyar a la industria local y nacional y de otra parte, se toma como base la formación de Licenciados(as) en Física que se ha realizado en la misma Universidad Distrital por más de treinta y cinco años para hacer esta propuesta curricular, la cual, busca la integración de ambos puntos de vista académicos en la búsqueda de aunar esfuerzos para el desarrollo de nuestra nación.

Archivo: EF-090


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EL CICLO DE OTTO: SIMULACIÓN INTERACTIVA DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA

Alejandro Hurtado Márquez1, Gonzalo Vargas Peláez2 1

Proyecto Curricular de Licenciatura en Física: Grupo Física e Informática, Universidad Distrital Francisco José de Caldas 2

Proyecto Curricular de Licenciatura en Física: Semillero Simulación y Laboratorios Virtuales, Universidad Distrital Francisco José de Caldas Email: [email protected]

Se implementó en diferentes cursos de Física a nivel de secundaria y en cursos introductorios de Física a nivel universitario una simulación interactiva usando la plataforma Easy Java Simulations mediante la cual se modeló parte de un motor de combustión interna de cuatro tiempos. En el presente articulo se realiza una descripción del modelo físico desarrollado, partiendo de los procesos termodinámicos involucrados en el ciclo de Otto, de algunos principios de la Dinámica Clásica y de la Teoría Cinética de los Gases de Ludwig Boltzmann (1844-1906) al considerar la mezcla aire-combustible como un gas ideal. Los resultados de la aplicación de la simulación apuntan al empleo de este tipo de herramientas como apoyo didáctico en la Enseñanza de la Física, al favorecer la visualización de un determinado fenómeno físico e ilustrar su dependencia con sus respectivas variables de estado.

Archivo: EF-091

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“PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS USANDO INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL” 1

Espitia Javier., 1Narvaez José R. y 2Quiñones Cesar A.

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Departamento de Física: Grupo de Materiales y Física Aplicada, Universidad de Córdoba, Montería. 2 Facultad de Ingeniería y Ciencias Básicas: Institución Universitaria Politécnico Gran Colombiano, Bogotá. Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

En el trabajo se utiliza el software labVIEW 8.6 en él se diseñan los programas (instrumentos virtuales) que se usarán para hacer las simulaciones y las mediciones sobre circuitos eléctricos en corriente directa y alterna mediante un sistema de adquisición de datos. La interface de usuario del programa desarrollado permite escoger qué práctica de laboratorio se quiere simular o implementar físicamente. En la simulación el estudiante puede modificar las condiciones de la práctica, como el voltaje de la fuente y los valores de los componentes, y de esta forma observar el comportamiento teórico de las variables por medio de gráficas de voltajes y/o corrientes en función del tiempo. En esta parte el usuario puede tener acceso a un archivo donde encuentra información teórica de la práctica. En la medición, el usuario puede escoger las condiciones iniciales de la práctica, realizar la práctica de laboratorio utilizando el computador como instrumento de medición. Para las prácticas que así lo requieran, el programa diseñado generará un archivo con los datos medidos, que puede ser abierto en Excel para su posterior análisis y presentación del informe de laboratorio.

Archivo: EF-092


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PRECONCEPCIONES SOBRE LA LEY DE PRESIÓN HIDRODINÁMICA DE BERNOULLI EN ESTUDIANTES DE INGENIERÍA

Luis H. Barbosa1, 2*, C. Mora-Ley2, Paco H. Talero1, José O. Organista1 1

Depto. de Ciencias Naturales: Grupo de Física y Matemática, Universidad Central, Carrera 5 No 21-38, Bogotá, Colombia 2 Depto. Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada del Instituto Politécnico Nacional, Av. Legaria 694, Col. Irrigación, C. P. 11500, México D. F *Email: [email protected] ESCRIBIR AQUI EL RESUMEN DEL TRABAJO .

Las preconcepciones son prejuicios arraigados en la mente de una persona fruto de su experiencia. En la enseñanza de la física estas son un problema real ya que no pueden ser eliminadas mediante una clase tradicional, y por tanto, los profesores dictan clase pero no logran que sus estudiantes aprendan. Parte del problema es que los profesores plantean una instrucción sin saber el tipo de preconcepciones sobre las que debieran hacer su trabajo para lograr un verdadero aprendizaje siendo análogo a que el médico recete medicinas para las dolencias de un paciente sin hacer exámenes o sin tener ejemplos de otros casos similares. En efecto, identificar las creencias erróneas de un concepto en física es una empresa que demanda un gran esfuerzo por ser un mal de la conciencia colectiva. Aunque para muchos tópicos de planes curriculares de física general, se han venido reportando diferentes instrumentos como el BEMA, el FCI, etc., que identifican tales preconcepciones, no existe un trabajo que reporte las creencias sobre la ley de presión hidrodinámica de Bernoulli (LPHB), salvo por la polémica internacional de considerar que algunas de sus aplicaciones no son explicadas por esta ley. En consecuencia, en este trabajo se reportan ciertas preconcepciones que deben tenerse en cuenta al enseñar la LPHB en estudiantes de Ingeniería. La identificación de tales creencias se ha hecho sobre un colectivo de 200 estudiantes y se ha validado con un test calibrado de la LPHB sobre una población similar analizando el índice de concentración de Bao sobre las repuestas de los estudiantes.

Archivo: EF-093

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Cálculo numérico de la desviación del patrón de reflexión de radiación monocromática por rugosidad alrededor del ángulo de Brewster Wilmar F. Ramos C. 1,2, Luis C. Jiménez B.1 1

Grupo de Películas Delgadas. Depto. Física Pontificia Universidad Javeriana. 2 PCLF. Universidad Distrital Fco. J. de Caldas. Bogotá Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected]; [email protected] RESUMEN DEL TRABAJO .

Haciendo uso de Simulación Java Ejs (Easy Java Simulations) como herramienta didáctica y su divulgación en una página Web, se analizó el fenómeno de dispersión de radiación por rugosidad. Para materiales dieléctricos se halla el patrón de reflexión de radiación monocromática entre NUV y NIR, obtenido para superficies con diferentes perfiles de rugosidad, alrededor del ángulo de Brewster. Para esto se generan numéricamente superficies con diferentes perfiles de rugosidad aleatoria en una dimensión y en aproximación de pequeña rugosidad. A partir de las ecuaciones de Fresnel se calcula el campo y se mide la desviación como la dispersión del ángulo de Brewster debido a la rugosidad en función de los índices de rugosidad. En la aproximación de Kirchhoff para el cálculo del campo y su gradiente, se calcula el campo dispersado lejos de la superficie. Se estudia la correlación del patrón de reflexión y la rugosidad para la reconstrucción del perfil de la rugosidad a partir del patrón de reflexión mediante. Se revisa y analiza numéricamente el efecto de la rugosidad sobre la medición de la constante dieléctrica y el índice de refracción de superficies estructuradas aleatoriamente. Palabras claves: Ángulo de Brewster, Ejs (Easy Java Simulations), dispersión, rugosidad, herramienta didáctica

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CONVERGENCIA Y DIVERGENCIA DE TRAYECTORIAS AL USAR MECANICA NEWTONIANA Y RELATIVISTA EN SISTEMA A BAJAS VELOCIDADES John Jairo Zuluaga Quintero1, Alina Lucia Imbeth Luna2 Instituto de Física, Grupo de Física Industrial y de la Radiación, Universidad de Antioquia 2 Departamento de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería, Grupo de Física Industrial y de la Radiación, Universidad de Antioquia 1

*Email del Autor correspondiente: jzulu @fisica.udea.edu.co .

En este trabajo se compara el comportamiento de sistemas hamiltonianos que se mueven a bajas velocidades utilizando la mecánica Newtoniana y la mecánica relativista. Inicialmente, se considera un sistema tipo oscilador anarmónico bidimensional que presenta una estructura mezclada en el espacio de fases, es decir regiones caóticas y regiones regulares. Se muestra la convergencia y divergencia de las trayectorias que se obtienen de ambas mecánicas tanto para la región regular como para región caótica. El segundo sistema corresponde a un potencial modelo para un átomo que interactúa con un campo eléctrico dependiente del tiempo. Nuevamente se presenta convergencias y divergencias en ambas mecánicas para el sistema no conservativo. También se hace un estudio semiclásico de ambos hamiltonianos comparando la evolución temporal de la función de onda y la densidad de estados. Con estos elementos se hace una discusión sobre las discrepancias de ambas mecánicas y la necesidad de emplear la mecánica relativista cuando se utilizan métodos semiclásicos para el estudio de sistemas cuánticos

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Propuesta didáctica para la enseñanza de la física eléctrica a partir de dispositivos eléctricos de uso común.

Ever Humberto Sáchica Castillo*1 1

Departamento de Ciencias Básicas: Grupo de Ciencias Básicas, Universidad Santo Tomas de Aquino Seccional Tunja. *[email protected]

En el presente trabajo se muestra cómo puede el estudio del funcionamiento de dispositivos eléctricos y electrónicos contribuir a la enseñanza de la física, por medio de la estructuración de una propuesta didáctica para la enseñanza de la física eléctrica dentro del plan de estudios para los programas de ingeniería Mecánica, ingeniería Civil e ingeniería de Sistemas de la Universidad Santo Tomas Tunja. Como propósito se plantea describir el papel de la didáctica en la enseñanza de la electricidad, analizar la función de la didáctica a través de la percepción de la vida cotidiana llegando a lo formal y se planteada una segunda etapa conectando el proceso enseñanza-aprendizaje.

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¿ES RELEVANTE HACER COMUNICACION DE LAS CIENCIAS FISICAS PARA PUBLICO NO FISICO? Camilo Delgado-Correal1,2 1

2

Observatorio Astronómico Nacional, Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ingeniería: Semillero de Investigación en Percepción Remota-GEIPER, Universidad Distrital FJC *[email protected]

La comunicación de los resultados de la física genera a la vez derechos y obligaciones a los físicos. Por un lado, tiene el derecho de recibir una información rigurosa y veraz de sus pares, y por el otro de hacer lo mismo con sus propios resultados. Desafortunadamente en el país todavía no son muy claros los mecanismos para difundir de una manera adecuada estos resultados al público no-científico, provocando que en ocasiones la información que se publica en prensa escrita sea errónea e imprecisa. En este trabajo se describen detalladamente ejemplos de noticias periodísticas acerca de temas físicos publicadas en medios de prensa escrita colombianos y se proporcionan herramientas metodológicas para que los mismos físicos puedan intervenir en la realización de las mismas noticias.

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GANANCIA DE HOVLAND-HAKE PARA MEDIR CUANTITAVAMENTE EL APRENDIZAJE DE LA DINÁMICA ROTACIONAL Carlos Andrés Collazos Morales1 1

Laboratorio de Física, Universidad Manuela Beltrán [email protected] .

Este artículo hace una revisión de las principales herramientas publicadas en American Journal Physics para la medición del aprendizaje en Física a nivel cuantitativo. Entre las herramientas más importantes se destaca el concepto de Ganancia de Hovland-Hake. Se ha implementado el algoritmo de Hovland-Hake en el programa estadístico SPSS con el propósito de valorar la ganancia que se obtiene al aplicar un test conceptual de dinámica rotacional (Test Bank of Mark Riley) después de utilizar una estrategia basada en el Aprendizaje basado en proyectos en curso de Mecánica para estudiantes de Ingeniería de la Universidad Manuela Beltrán en 2011. Se presentan resultados y conclusiones acerca de la herramienta y la estrategia empleada.

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ENSEÑANZA DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA MEDIANTE 3-CAR ROLLER COASTER

Carlos Collazos 1, Hermes Castellanos 1, Javier Cuervo1 1 Laboratorio de Física, Universidad Manuela Beltrán [email protected] El 3-Car Roller Coaster es una montaña rusa desarrollada por Pasco que consta de 3 carros para la enseñanza de la conservación de energía mecánica. La montaña rusa permite hacer estudios y validaciones importantes involucrando la energía potencial gravitatoria, energía cinética y fuerza centrípeta. Este trabajo presenta los resultados de la estrategia pedagógica fundamentada en el aprendizaje colaborativo que fue aplicada en cursos de mecánica para estudiantes de ingeniería de la Universidad Manuela Beltrán en 2011. Se diseñaron estrategias de aprendizaje que permiten involucrar el modelamiento físico, teoría de error y el análisis gráfico entorno a la conservación de la energía mecánica. Se presentan resultados, análisis cualitativos y cuantitativos, fortalezas y dificultades de la estrategia empleada.

Archivo: EF-099

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ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA LA CARACTERIZACIÓN ESTELAR POR MEDIO DE LA PLATAFORMA EJS ®

Malory Johana Sánchez1,2, Andrés Fernando Pedraza 1,2 Alejandro Guerra 1,3* 1

Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Facultad de ciencia y Educación. Proyecto curricular de licenciatura en física. 2 Grupo de investigación FISINFOR 3 Universidad Nacional de Colombia. Departamento de física, grupo de investigación GEMA. [email protected]

Resumen Por medio de una simulación computarizada elaborada en la plataforma Easy Java simulations®, se pretende acercar a los estudiantes en áreas relacionadas con la física a las distintas formas de caracterización de una estrella debido a diversos factores (temperatura, luminosidad, presión ,etc), así como ilustrar la relación entre temperatura y luminosidad mediante el diagrama de Hertzsprung-Russell, con el fin de observar como acorde a las condiciones iniciales impuestas cambian las características físicas de las estrellas.

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ALTERNATIVA DIDÁCTICA PARA LA EVALUACIÓN APPLETS EN LA EDUCACIÓN MEDIA COLOMBIANA

Malory Johana Sánchez1,2, Andrés Fernando Pedraza 1,2 Alejandro Guerra 1,3* 1

Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Facultad de ciencia y Educación. Proyecto curricular de licenciatura en física. 2 Grupo de investigación FISINFOR 3 Universidad Nacional de Colombia. Departamento de física, grupo de investigación GEMA. [email protected]

Resumen Por medio del presente artículo se quiere mostrar una alternativa a la hora de evaluar el aprendizaje en física que tienen los alumnos de bachillerato de un colegio oficial acerca de la comprensión de fenómenos eléctricos por medio de la inclusión en el aula de la plataforma Easy Java simulations® como complemento a la clase habitual, por medio de las competencias básicas establecidas por el MEN.

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POTENCIALIDADES DE LA FÍSICA PARA EL DESARROLLO DE LA CULTURA CIENTÍFICA EN ESTUDIANTES DE LA EDUCACIÓN MEDIA EN BOGOTÁ MsC. ROSA ADELINA RODRÍGUEZ RODRÍGUEZ 1 1

Colegio Jorge Soto del Corral, IED. Secretaría de Educación de Bogotá. Colombia *Email: rrosaade @gmail.com

Aunque en la mayoría de los momentos históricos de los últimos años han existido pronunciamientos de la política pública a favor del desarrollo de la cultura científica en la educación colombiana, no se han definido acciones concretas a nivel de la pedagogía y de la didáctica que hagan realidad esta meta. Las instituciones educativas y en particular las de la educación media en Bogotá carecen de un programa actualizado y coherente para enseñar la cultura científica y continúan latentes los problemas de financiamiento y preparación de los docentes. Se enfatiza como la enseñanza de la cultura científica en educación media, entendida como: la construcción colectiva de una nueva manera de comprender el mundo, la naturaleza; exige un cambio metodológico radical en la elaboración y puesta en marcha de propuestas que aseguren el proceso educativo con los objetivos que tal educación pretende conseguir; la formación de un nuevo docente que lidere estos procesos; y, el desarrollo de una política educativa que posibilite condiciones institucionales y profesionales para el logro de este propósito.

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SITUACIONES PROBLÉMICAS RELACIONADAS CON EL CONCEPTO DE CAMPO MAGNÉTICO EN EL NIVEL UNIVERSITARIO BÁSICO

Juan pacheco*, Roosevelt Carrillo y Héctor Paz Departamento de Física: Grupo de Historia y Enseñanza de la Física, Universidad del Cesar *[email protected] RESUMEN .

Se presentan los criterios tenidos en cuenta en la elaboración de cuatro situaciones problémicas significativas relacionadas con el concepto de campo magnético, con el propósito de analizar las concepciones, los procedimientos y los recursos utilizados por estudiantes de la licenciatura en Matemáticas y Física de la Universidad Popular del Cesar durante su proceso de resolución. En este estudio se muestra los progresos conceptuales alcanzados por los estudiantes, así como sus dificultades; la metodología usada para recolectar la información fue el estudio de caso.

Archivo: EF-103

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REDES NEURONALES APLICADAS AL MOVIMIENTO PARABOLICO EN 2D

Daniel Andrés. Triana-Camacho1* 1

Facultad de ciencias naturales e ingenierías: Departamento de Ingeniería Electrónica, Unidades Tecnológicas de Santander, Bucaramanga, Santander, Colombia, A.A.678 * [email protected]

La dinámica clásica tiene un sin número de experimentos con condiciones definidas en las cuales se puede caracterizar su movimiento usando un modelo matemático, dicho modelo se aproxima a los resultados obtenidos en los experimentos. Usando redes neuronales supervisadas es posible simular la dinámica de un cuerpo, en este caso particular el movimiento de un proyectil disparado al aire con resistencia ofrecida por el mismo. Realizando el experimento se forma una base de datos con la cual se puede entrenar una red neuronal con arquitectura de perceptron multicapa, tomado un conjunto de datos apropiado y dejando una parte para realizar una validación del entrenamiento de la red es posible ajustar la red de tal manera que sea posible simular el movimiento parabólico del proyectil. Así que la red de igual manera que el modelo matemático será capaz de predecir los parámetros físicos involucrados en este movimiento. No se puede declarar un algoritmo que permita definir un ordenamiento o cantidad de neuronas que ajusten la red para una adecuada predicción de los parámetros del movimiento parabólico, así que es necesario realizar pruebas para definir el número de neuronas y de capas ocultas que permitan predecir resultados con mínimo margen de error. Teniendo en cuenta el modelo matemático los valores experimentales obtenidos y la red neuronal ya entrenada, es posible establecer cuál de los dos, si el modelo matemático o la red neuronal, aproxima de manera más fiel a la realidad.

Archivo: EF-104


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CARACTERIZACIÓN PEDAGÓGICA DE LOS DESEMPEÑOS DE LOS BECARIOS-DOCENTES DE POSGRADO DEL DEPARTAMENTO DE FÍSICA

Darío Rodríguez1* y Fabio Jurado2 1

2

Departamento de Física, Universidad Nacional Instituto de Investigación en Educación, Universidad Nacional *[email protected]

Presentamos los resultados de la primera fase del proyecto de investigación en el que se analizan las prácticas pedagógicas de los estudiantes de posgrado (Maestría y Doctorado) que se desempeñan como docentes en el Departamento de Física de la Universidad Nacional, Sede Bogotá, con el fin de identificar las dificultades propias de este ejercicio y proponer acciones para el mejoramiento de su desempeño. En esta perspectiva se analizan diversos factores asociados con las labores pedagógicas de los jóvenes que constituyen el relevo generacional en la docencia universitaria, específicamente en el área de la Física.

Archivo: EF-105

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NOCIONES INTUITIVAS Y OTRAS FORMAS DE ENTENDIMIENTO DEL CONCEPTO DE CALOR Felipe Riveros1 1

Licenciatura en Física: Universidad Distrital Francisco José de Caldas [email protected] .

Desde que el hombre primitivo tuvo acceso al elemento fuego probablemente habrá adquirido conciencia de algo que antes no le era tan común; esto le dio una vaga idea de que dicho elemento le permitía sentir y percibir que había algo en el ambiente que cambiaba cuando este estaba presente, mucho después de esto, el hombre ideo una forma de llamar dicha sensación; lo llamo “calor” y desde ese entonces se despertó una gran curiosidad por saber que era y como se comportaba, además de algunos otros detalles; pero este proceso tuvo varias etapas y se desarrollo a lo largo de la historia de la ciencia. En un principio el hombre asemejo o relaciono la imagen del calor a una deidad o un dios, ya que esto era algo propiamente cultural y acorde a las épocas antiguas; pero con el transcurrir del tiempo, el hombre dio fundamento e inicio a las disciplinas que hoy conocemos como ciencias y desde allí se decidió que se debían estructurar todas aquellas ideas y conceptos que se tenían, fue así como se empezó a estudiar de forma racional el calor. El objetivo que se pretende desarrollar en este articulo; será aparte de hacer un recorrido histórico acerca de cómo el hombre concibió y concibe la idea del calor, es hacer un análisis critico de cómo la ciencia llego y desarrollo la idea que hoy se tiene de este; explicando las diferentes teorías (teoría del calórico) que han existido para explicarlo y obviamente detallando algunos otros conceptos físicos primarios e intuitivos como lo son la energía y la temperatura, ya que como veremos son conceptos que se encuentran estrechamente relacionados y que hoy en día validan el significado o la esencia de lo que representa el calor.

Archivo: EF-106


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DE LA FORMACIÓN COGNOSCITIVA A LA FORMACIÓN INVESTIGATIVA: DIAGNÓSTICO DE LAS HABILIDADES Y ACTITUDES INVESTIGATIVAS MEDIADAS POR EL PROFESOR EN LOS ESTUDIANTES DE LOS PRIMEROS NIVELES ACADÉMICOS DEL PROGRAMA DE FÍSICA DE PREGRADO

G. J. Marín F.1, E. Aguilar D.1, M. Flórez S.1 1 Escuela de Física, Grupo GEMA, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga [email protected]

RESUMEN .

Esta investigación se desarrolla en el grupo GEMA, para determinar en qué medida las capacidades investigativas de los estudiantes de pregrado de la carrera de Física de la Universidad Industrial de Santander, se pueden enseñar en las asignaturas de los primeros niveles con investigación formativa. Por esto se realiza la metodología de investigación acción para el seguimiento a estudiantes, profesores y egresados, que permite identificar las metodologías que favorecen la formación investigativa en la enseñanza de la física. Es así que mediante encuestas y entrevistas a los profesores y estudiantes de los primeros semestres, se obtienen resultados que comparan el aprendizaje adquirido de las teorías físicas, con respecto a las capacidades y habilidades desarrolladas para la investigación científica, y dar respuesta a la pregunta ¿Cómo educar para la creatividad en la investigación de los estudiantes de pregrado de física? Esto porque la investigación no se enseña y aprende desarrollando el proyecto de grado, sino que es un proceso que debe iniciar en primer semestre con las metodologías que involucran el conocimiento de la disciplina. Se busca que además de la valoración de los conceptos, se involucren metodologías para evaluar y valorar las destrezas investigativas de los educandos. Estos resultados permiten proponer metodologías que favorecen desarrollar las capacidades investigativas del los estudiantes como: capacidad para identificar y plantear problemas, creatividad para formular hipótesis y criterio para establecer nuevas teorías.

Archivo: EF-107

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UN INSTRUMENTO VIRTUAL SENCILLO PARA LA ENSEÑANZA DE LA FOTOCATALISIS. C. Quiñones1*, W Vallejo1, R. Narváez2 1

2

Grupo de Materiales Fotoactivos, Universidad de America Departamento de Física: Grupo de Materiales y Física Aplicada , Universidad de Cordoba * [email protected]

La fotocatálisis es una técnica muy utilizada en la actualidad para el tratamiento de aguas residuales contaminadas con metales pesados, contaminantes orgánicos, la desinfección de superficies y la producción de hidrogeno con fines energéticos. Los fenómenos implícitos en el proceso fotocatalítico involucran conceptos físicos fundamentales cuyo entendimiento es necesario para la comprensión, diseño y montaje de este tipo procesos. En este trabajo se desarrolló un instrumento virtual en LabVIEW que permite que el estudiante experimente mediante simulaciones interactivas con conceptos básicos tales como: materiales semiconductores, band gap, radiación electromagnética, fotones, absorción, generación de portadores de carga, transferencias superficiales de carga y procesos de oxido - reducción. El programa se desarrollo utilizando términos sencillos con el objetivo de que este pueda ser utilizado por personas no familiarizadas con esta rama de la ciencia, tales como ingenieros de otras ramas o científicos neófitos.

Archivo: EF-108


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MODULOS VIRTUALES PARA LA ENSEÑANZA DE LA FISICA DESARROLLADOS EN LabVIEW. C. Quiñones1*, G. Yánez1, M. Bernal1 1

Facultad de Ingeniería y Ciencias Básicas, Politécnico Grancolombiano * [email protected]

La enseñanza de la física fundamental es un tema importante en el ciclo básico de formación para carreras de ingeniería en el que se enfrentan retos tales como la interpretación gráfica, el análisis matemático y el desarrollo herramientas lógicas de análisis y correlación. Polisoft para la enseñanza de la Física es un módulo diseñado para asistir al estudiante en el aprendizaje de los fundamentos físicos de diferentes tipos de movimiento. Sirve como complemento en cursos de física 1. El objetivo es que el estudiante pueda observar e intuir la correlación que existe entre los parámetros finales y los parámetros de iniciales. Esta aplicación ha sido diseñada de forma que sin utilizar las fórmulas matemáticas directamente se puedan entender las principales características del tiro parabólico y desarrollar intuición acerca del efecto que debe tener una acción dada, por ejemplo, un aumento de ángulo de tiro, velocidad inicial o posición inicial; sobre la posición final. Para evaluar la eficacia del software se diseñaron herramientas de diagnostico que fueron aplicadas a estudiantes antes y después de la interacción con este tipo de software en tiempos limitados. Los resultados se contrastaron con una población a la que se le enseñaron los mismos temas siguiendo una metodología tradicional. Los resultados muestran una mayor apropiación de conocimiento en los estudiantes que utilizaron el software

Archivo: EF-109

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LOS MODELOS CIENTÍFICOS DESDE UNA PERSPECTIVA INFERENCIAL Rosa Nidia Tuay Sigua1 1

Departamento de Física: Grupo Didáctica de la Física Universidad Pedagógica Nacional Email: [email protected]

En las ciencias físicas, los modelos son parte indispensable de la explicación científica. No es una exageración que el uso sabio de los modelos es el rasgo esencial de la ciencia de Galileo. Los modelos idealizados son tratados como si tuvieran lugar en un mundo que construye los rasgos de la realidad que la ciencia quiere estudiar. Galileo hace la explicación de la caída de los cuerpos a partir de la significación física de una representación geométrica. Utiliza el razonamiento geométrico y lo interpreta de manera empíricamente significativa, es decir, física. Los escritos de Dinámica de Leibniz buscan dar un ataque a la mecánica cartesiana reduciendo las fuerzas a un cálculo geométrico: “es la fuerza—que es la causa del movimiento— la que existe verdaderamente de modo que, además de la masa, la figura y su cambio —que es el movimiento — hay otra cosa en la naturaleza corpórea, a saber: la fuerza”. Los desarrollos del primer capítulo de la Mecánica de Euler (1736) enlazan sin discontinuidad con el formato geométrico propio del siglo XVII. El proceso seguido tras explicitar los axiomas, la enunciación y demostración de los teoremas consecuentes mediante proporcionalidades entre cantidades de velocidad, longitud y tiempo. El uso de modelos en las ciencias invita a los científicos y filósofos a su reflexión epistemológica y metodológica, porque los modelos, en cualquier sentido científico, están en la interfaz entre el mundo conceptual y los objetos de la investigación empírica, que son como los representantes de los objetos de estudio ante el tribunal de la razón humana.

Archivo: EF-110


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UN NUEVO METODO CIENTIFICO Autor: JHON JAIRO GONZALEZ GUERRA Ponente: JHON JAIRO GONZALEZ GUERRA Instituto Interdisciplinario de las Ciencias, Maestría En Ciencias de los Materiales, Universidad Del Quindío *Email del Autor correspondiente: mentebrillante2007 @gmail.com RESUMEN DEL TRABAJO Al expandirse las ciencias naturales, el método científico tradicional se queda corto. La tendencia actual de investigación en la física es teórica. Un modelo matemático puede describir las observaciones en la naturaleza, pero no puede identificarse intrínsicamente con la realidad. Por otra parte los resultados de la observación y experimentación suministran la evidencia para una teoría científica, pero no pueden demostrar que la teoría es correcta. Si la física quiere llegar a las razones últimas del universo, y descubrir la intimidad de materia no lo puede hacer con los tres métodos científicos básicos (inductivo, deductivo e hipotético-deductivo o de contrastación de hipótesis) que se suele aplicar. Por lo anterior presento el método científico del REALISMO MÁGICO. Primero se debe recurrir a la imaginación y distorsionar la realidad incluyendo elementos mágicos, intuitivos, pero no explicados por la razón, de esta forma hay presencia de lo sensorial como parte de la percepción de la realidad oculta. En segundo lugar se propone una hipótesis. En tercer lugar Si la hipótesis (teoría) se opone a un hecho real concreto o a la experimentación se debe descartar. Cuarto paso, aplicar la dialéctica. Una teoría de los contrapuestos en las cosas o en los conceptos. De esta confrontación surge, en un tercer momento llamado síntesis. Quinto paso, cuando se tenga la SINTESIS se aplica una estructura lógica (algoritmo). Sexto paso, se elabora la teoría. Archivo: EF-111

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APRENDIZAJE Y ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS Y DE LAS MATEMÁTICAS POR MEDIO DE LA ENSEÑANZA POR INVESTIGACIÓN Y PROGRAMAS GUIAS DE ACTIVIDADES, REALIZANDO LA CONSTRUCCIÓN DE MATERIAL DE LABORATORIO CASERO. Miguel Alfonso Valdivieso Colmenares 1a, 1b *, Clara Cecilia Valdivieso-Herrán2, Erica Mayarí Parra Sánchez 3, Ivan Francisco Herrán-Sánchez2 1a

Departamento de Física: Grupo de Simulación de Sistemas Físicos, Universidad Nacional de Colombia. Sede Bogotá. 1a Departamento de Matemáticas y Física, Escuela Tecnológica Instituto Técnico Central "La Salle" Bogotá, Colombia. 2 CPCC, Central Piedmont Community College. Charlotte, North Caroline. United States of America. 3 Departamento de Matemáticas: Secretaria de Educación Distrital de Bogotá. Sede Julio Garavito Armero. *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

Usualmente se afirma que al no tener un material de laboratorio adecuado en una escuela o en un bachillerato no es posible hacer experiencias prácticas de laboratorio. Si caemos en cuenta que los instrumentos de medición y elaboración de montajes son sólo versiones más sofisiticadas de construcciones y aparatos de medición que tenemos alrededor nuestro. Para entonces abordar esta falta de material didáctico especializado se empezaron a diseñar prácticas de laboratorio en donde los estudiantes, tenían que traer de sus casas ciertos elementos comunes ,como por ejemplo pitillos, cartulinas, alfileres y clips (para hacer una balanaza de brazos desiguales) y con ellos se les indicaba por medio de un Programa Guía de Actividades (Gil 1989) las actividades a realizar, procurando hacer guías orientadoras y procesos de tal manera que se desarrollara un Aprendizaje por investigación u orientando las preguntas para que el estudiante sea quién al finalizar sea quien llegue a la conclusión del laboratorio o actividad introductoria de matemáticas. Se recopila en trabajo de los ponentes de los últimos 8 años, se muestran algunas de las actividades aplicadas y su conexión con los estándares nacionales en ciencias y en matemáticas, se colocarán algunas fotos y videos de la aplicación del material curricular diseñado y por último se mostrarán algunas reflexiones personales de los autores frente a estas experiencias.

Archivo: EF-112


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FÍSICA ROTACIONAL: ANÁLISIS DE EXPERIENCIAS CON PROTOTIPOS DE UNA MUESTRA INTERACTIVA

Torres, Y. I1., Martínez, M. A2, y González, M. H2. 1

Grupo de Investigación Enseñanza de las Ciencias y la Astronomía,, Facultad de Ciencias y Educación. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá. Colombia 2

Grupo de Instrumentación Científica & Didáctica Facultad de Ciencias y Educación. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá. Colombia [email protected], [email protected],[email protected]

En las últimas dos décadas se ha mostrado la necesidad de implementar en el currículo escolar lo que varios investigadores denominan métodos activos de aprendizaje. Es indudable que interactuar con los alumnos en los diferentes niveles escolares, requiere la puesta en escena de estrategias metodológicas junto con la formulación de los interrogantes apropiados, que contribuyan a la reflexión, construcción y aplicación conceptual y por ende un mejor entendimiento de los fenómenos que nos rodean. Siendo el movimiento rotacional uno de los fenómenos más cotidianos, tanto en el dominio microscópico como macroscópico, las referencias curriculares sobre este tema deberían ser por lo menos más frecuentes. En el presente trabajo se expone una reflexión basada en experiencias sencillas con prototipos de mecánica rotacional (plataformas giratorias, rueda de bicicleta, etc.), en las que participaron estudiantes de primer semestre de la carrera de Licenciatura en Física de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Se contrastan los resultados de este trabajo de campo con los paradigmas científicos y con estrategias didácticas planteadas por algunos autores para abordar esta temática.

Archivo: EF-113

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APRENDIZAJE DE LA FÍSICA EN ESCENARIOS INFORMALES

Torres, Y. I1., Martínez, M. A2, y González, M. H2. 1

Grupo de Investigación Enseñanza de las Ciencias y la Astronomía,, Facultad de Ciencias y Educación. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá. Colombia 2

Grupo de Instrumentación Científica & Didáctica Facultad de Ciencias y Educación. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá. Colombia [email protected], [email protected],[email protected]

Frente al cúmulo de conocimientos alcanzados y de los desafíos culturales de apropiar los logros creados por la humanidad en muchos campos del conocimiento a las nuevas generaciones, es de anotar, como en las últimas dos décadas se han propuesto un amplio espectro de metodologías y procedimientos que contribuyen a aprendizajes motivantes y contextualizados. El presente trabajo, permite realizar un análisis crítico sobre la utilización de ciertos espacios no formales, tales como: museos, planetarios, parques, gimnasios, etc; con el objeto de ser utilizados como recurso educativo en la perspectiva de la comprensión de fenómenos que involucran conceptos desde la Física.

Archivo: EF-114


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SIMULACION DE EVENTOS FISICOS: CANTIDAD DE MOVIMIENTO, PROPUESTA DIDACTICA EN LA ENSEÑANZA DE LA FISICA EN SECUNDARIA A. Bravo 1, A. E. Aparicio1,2*, Sanchez-Rodriguez .I.C 1 1

Departamento de Física: Grupo de Materiales Nanoestructurados, Universidad Nacional de Colombia 2 Area de Física y Matemáticas, Colegio Carlos Pizarro Leongómez *Email: [email protected]

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Se presenta una propuesta didáctica vinculada a las TIC's (Tecnologías de la Información y Comunicación) y al concepto de la cantidad de movimiento a través de la simulación de eventos físicos, que permitió orientar a los estudiantes hacia la comprensión de esta ley de conservación. La sistematización cualitativa de esta experiencia, implementada con estudiantes de penúltimo grado de escolaridad de un colegio de estrato medio de Bogotá (Colombia), permitió reconocer como los estudiantes lograron comprender conceptos físicos a partir de la simulación de eventos, además acercarse al conocimiento a través de las TIC's y al desarrollo investigativo teórico y experimental de la física.

Archivo: EF-115

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EXPERIENCIA EN EL CURSO VIRTUAL DE FISICA MODERNA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA G. A., Mejía1,2, V. Bohorquez1 Escuela de Ciencias básicas, tecnología e Ingeniería. Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD 2 Departamento de Física. Pontificia Universidad Javeriana [email protected] 1

RESUMEN En la Universidad Nacional Abierta y a Distancia, se tienen diferentes unidades académicas llamadas Escuelas, una de ellas es la Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingenierías ECBTI, en dicha escuela se tiene el curso de Física Moderna en la modalidad virtual desde el año 2009, la Universidad utiliza la plataforma moodle y en donde se tienen varias subplataformas. En este trabajo se presenta la forma como se organiza la Universidad, el método pedagógico de la Universidad y en particular como se utiliza en el curso de Física Moderna, mostrando los resultados más relevantes de los dos últimos semestres.

Archivo: EF-116


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CONFIGURACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO DE UN MAGNETRÓN DESBALANCEADO: CORRELACIÓN CON EL CAMPO DE 2 ESPIRAS CONCÉNTRICAS U. Piratoba1,a, A. Mariño2,b y J. J. Olaya3,c 1

Departamento de Física, U. Nacional de Colombia, Bogotá y UPTC, Tunja, Colombia 2 Departamento de Física, U. Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia 2 Departamento de Ingeniería Mecánica, U. Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Los magnetrones des balanceados son cada vez más usados en investigación y en aplicaciones tecnológicas e industriales, en particular en aquellas que tienen que ver con procesos de deposición física de vapor PVD, para la deposición y crecimiento de películas delgadas [1, 2] con aplicaciones en recubrimientos duros, decorativos, etc. El empleo de dichos magnetrones, permite incrementar significativamente las velocidades de crecimiento de las películas y con esto la eficiencia de los procesos, y además se mejora ostensiblemente la calidad de las películas obtenidas. Para facilitar la interpretación de los fenómenos que se presentan en dichos procesos, se midieron las componentes axial y radial del campo magnético generado por un magnetrón des balanceado que tiene una simetría axial, y que está formado por un imán cilíndrico y otro anular, concéntricos, coplanares y con polaridades opuestas. Igualmente se calculó el campo magnético generado por 2 espiras coplanares y concéntricas, cuyas corrientes circulan en sentidos opuestos. Partiendo de la Ley de Biot – Savart, se obtuvieron integrales sin solución analítica, que se evaluaron numéricamente con el programa MatLab, encontrándose una excelente correlación entre las dos configuraciones de campo magnético.

Archivo: EF-117

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MÓVIL SIN FRICCIÓN CON REGISTRO DE SUS TRAYECTORIAS Y SU APLICACIÓN EN EL ANÁLISIS CUANTITATIVO DE ALGUNOS TIPOS DE MOVIMIENTO U. Piratoba Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia UPTC, Tunja, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] Se presenta y describe la elaboración de un móvil sin fricción para estudios de movimientos elementales en cinemática de traslación y rotación. El sistema consta de un cuerpo cilíndrico al cual se inyecta aire a presión, que al salir por su parte inferior, forma un cochón de aire para disminuir ostensiblemente la fricción. Se le adaptó un timbre como vibrador de 2 puntas, una en el eje del cilindro que permite el registro y cuantificación de su traslación, y otro fuera del eje que permite el registro y cuantificación de la rotación del móvil. Se presentan algunos ejemplos de aplicación en diversos tipos de movimientos, para facilitar la aprehensión los conceptos básicos de la cinemática.

Archivo: EF-118


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SISTEMA NEUMÁTICO PARA EL ESTUDIO DE LA TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR POR RAZONAMIENTO ANALÓGICO Greis J. Cruz R. 1,2, Luis C. Jiménez B.1, Olga Castiblanco2 1

Grupo de Películas Delgadas. Depto. Física. Pontificia Universidad Javeriana. 2 PCLF. Universidad Distrital Fco. J. de Caldas. Bogotá Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected]; [email protected] RESUMEN DEL TRABAJO .

A partir del razonamiento analógico entre el movimiento molecular en gases, como blanco analógico, y el movimiento de un sistema de dipolos magnéticos en la aproximación de partículas que se deslizan si fricción en 2-dimensiones, como sistema referente analógico, se estudia el comportamiento a nivel molecular. Para esto se diseño y construyó un sistema basado en una mesa que genera un cojín neumático y un sistema de discos magnéticos que se deslizan horizontalmente como dipolos inter actuantes. El cojín permite proyectar el movimiento para registrarlo mediante un sistema de captura de video. Con software “Videopoint” aplicado sobre el video, se describe la posición de los discos en función del tiempo. Bajo los principios de conservación de energía y momentum de un sistema de muchas partículas, la aproximación de interacción dipolar y aproximación adiabática, se explica comportamiento del sistema y la analogía estructural que se presenta con el movimiento de moléculas en gas. A partir de razonamiento analógico el sistema permite: describir el movimiento aleatorio, la difusión, el concepto de presión y presión parcial, una aproximación a la interacción de van der Waals, una simulación de la ley de Boyle. El sistema se utilizó en clases de Fluidos y termodinámica, Estado sólido, Física de semiconductores, para la teoría cinético molecular y estadística de Maxwell Boltzmann. Como acto culminante de invita al estudiante que a partir de la estadística molecular infiera los fundamentos de la estadística de Fermi Dirac. Palabras claves: Razonamiento analógico, teoría cinético molecular, sistema de muchas partículas, movimiento aleatorio, interacción dipolar.

Archivo: EF-119

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DESCRIPCIÓN DEL ÁTOMO DE OXÍGENO DESDE LA PERSPECTIVA DE SCHRÖDINGER UTILIZANDO EL ENFOQUE DE HARTREE-FOCK O. Rocha1,2; Y. Delgado1,2; R. Carrasquilla1 y O. Neira1. 1

Departamento de física: Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia 2 Estudiante Lic. Matemáticas y Física U. P. C [email protected] RESUMEN .

Se determinó la ecuación de Schrӧdinger no relativista que describe el comportamiento mecánico cuántico del movimiento de los electrones alrededor del núcleo en el átomo de oxígeno en su estado neutro. Se solucionó dicha ecuación utilizando algoritmos computacionales que ofrece el paquete Gaussian 09 con base en el enfoque de HartreeFock. De esta forma, se describió el átomo de oxígeno a través de varias propiedades electrónicas, físicas y químicas entre las que sobresalen: la energía total, la electronegatividad, algunos potenciales de ionización, afinidades electrónicas, etc. Los resultados teóricos se compararon con algunos datos experimentales con el fin de validar la efectividad del modelo químico empleado.

Archivo: EF-120


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¿ PUEDE SER EL “ ABSORBENTE COHERENTE PERFECTO” (CPA) NUESTRA VENTANA MAS PROXIMA A LA CONSTRUCCION DE UN CUERPO NEGRO?

Ángela Andrade1*, Camilo Delgado-Correal2,3 1

Facultad de Física, Universidad de Salamanca Observatorio Astronómico Nacional, Universidad Nacional de Colombia 3 Facultad de Ingeniería: Semillero de Investigación en Percepción Remota-GEIPER, Universidad Distrital FJC 2

*[email protected]

.

Desde que fue introducido el concepto ideal del cuerpo negro, éste ha sido una herramienta de gran utilidad para el desarrollo de la física y la astronomía. En la actualidad buscar tanto mecanismos como materiales que lleven a construir un dispositivo que resulte lo mas cercano posible a un cuerpo negro podría tener aplicaciones médicas, computacionales y, energéticas, entre otras. En este trabajo se realizó primero una descripción física detallada de las características del cuerpo negro, incluyendo su radiación, después describimos físicamente el montaje y los resultados de un experimento reciente en donde los autores son capaces de construir un “absorbente coherente perfecto” (CPA). Dicho dispositivo absorbería la luz incidente por longitud de onda muy especifica. Al final realizamos una propuesta de montaje experimental para saber si el CPA se comporta radiométricamente como un cuerpo negro, es decir si cumple la ley de Wien.

Archivo: EF-121

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¿ES APLICABLE EN LA UNIVERSIDAD EL MÉTODO DE RECUPERACIÓN DE LOGROS, EN LAS CLASES DE FÍSICA? Clavijo V Nina S, Ángel C. Homer Departamento de Física: Grupo de Enseñanza de la Física. Pontificia Universidad Javeriana. . Bogotá, D.C. [email protected] .

El proceso de recuperación de logros no alcanzados por el estudiante implica que éste debe realizar unas actividades académicas complementarias con el fin de evidenciar su aprendizaje. Para el primer curso de Física, de carácter electivo orientado a los estudiantes de ingeniería, se adoptó este proceso. Los resultados mostraron que aquellos estudiantes que participaron activamente alcanzaron los objetivos del curso, sin embargo, se encontró que para los docentes el trabajo requerido se incrementó considerablemente.

Archivo: EF-122


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OBJETO VIRTUAL DE APRENDIZAJE COMO HERRAMIENTA PEDAGÓGICA R. Alvarado 1, P. Teheran 1 1

Universidad Nacional de Colombia

RESUMEN Si bien hay diversas definiciones para lo que se entiende por un “Objeto de Aprendizaje” (Learning Object en inglés), el Ministerio de Educación Colombiano los define como: “todo material estructurado de una forma significativa, asociado a un propósito educativo y que corresponda a un recurso de carácter digital que pueda ser distribuido y consultado a través de la Internet. El objeto de aprendizaje debe contar además con una ficha de registro o metadato consistente en un listado de atributos que además de describir el uso posible del objeto, permiten la catalogación y el intercambio del mismo” Las OVAs han adquirido especial trascendencia e importancia en los últimos años dada: (a) la forma como consiguen conectar los procesos educativos con las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) (b) se les considera como herramienta esencial para potenciar los procesos de educación (a tal punto que la UNESCO se ha comprometido en su análisis y desarrollo bajo el esquema de formatos de acceso abierto conocidos como OER- Open Educational Resource- y que se puede revisar en http://www.unesco.org/iiep/) (c) la posibilidad de intervenir en su desarrollo, ya que su concepto y entorno está en construcción. En la actualidad se han desarrollado algunos trabajos concernientes a los objetos virtuales de aprendizaje, prueba de ello es la implementación y elaboración de un objeto virtual de aprendizaje desarrollado por los educandos vinculados al curso Taller TICS y Educación Matemática del programa de Maestria en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales. Es de apreciar la utilidad de estas herramientas en la cotidianidad del docente como forma didáctica de trasmitir un conocimiento. Se pretende mostrar algunos de estos trabajos desarrollo por los educandos, con el fin de dar aconocer las diferentes herramientas que estan al alcance del docente.

Nombre completo del expositor: Rogelio Manuel Alvarado Martinez C.C. 10784319 de Monteria

Archivo: EF-123

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EVALUACIÓN CUANTITATIVA DE UN FORO VIRTUAL DE APRENDIZAJE BASADA EN INDICADORES DE CALIDAD, CANTIDAD Y AGLOMERACIÓN J. C. León1, P. Teherán2, R. M. Alvarado1 A. J. Abril1 1

2

Departamento de Física: Grupo Lev Vígodsky, Universidad Nacional de Colombia Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad Nacional de Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

Presentamos un modelo cuantitativo de evaluación para un foro virtual basado en la medición de índices de calidad, cantidad y aglomeración. El primero de los índices se calcula a partir de la asignación de notas que tienen en cuenta la claridad conceptual de los aportes en el contexto de los temas propuestos, el índice de cantidad tiene en cuenta el número de participaciones realizadas, mientras que el de aglomeración se relaciona con la cantidad de respuestas obtenidas en cada tema propuesto. El modelo fue aplicado durante dos semestres consecutivos el curso de Tecnologías de la Información y la Comunicación para la Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales, y permite ver como una pequeña comunidad organizada, domina a la mayoría de la población cuando esta no asume su rol social dentro de la dinámica de la actividad presentada. El análisis de los resultados obtenidos en ambas aplicaciones, permite clasificar a los estudiantes en tres grandes grupos: los que deciden enfrentarse a la actividad individualmente, pequeños grupos que aunque organizados no logran dominar la dinámica de trabajo, y un grupo mayoritario que a partir de un comportamiento cooperativo ejerce dominio sobre las calificaciones.

Archivo: EF-124


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APLICACIÓN INSTRUMENTAL MEDIANTE LA CONSTRUCCIÓN DE EQUIPOS DE MEDICIÓN CLIMATICA AL APRENDIZAJE DE LA CIENCIA POR MEDIO DE LA INVESTIGACIÓN EN EL AULA

José Mauricio Páez Ramírez 1

Afiliación institucional: Escuela de Ciencias Económicas y Administrativas, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia 2 Institución Educativa Técnico Alejandro de Humboldt Email del Autor correspondiente: [email protected]

.

Estudiantes de grado sexto aprenden técnicas de investigación construyendo equipos de medición didácticos, para medir variables climáticas, como: temperatura ambiental, temperatura del suelo, temperatura del agua, humedad relativa, precipitación y caudal. Aplican conceptos estadísticos como: variables, datos, frecuencia, población, muestra, rango, media aritmética, moda, mediana y rango medio; conceptos físicos como: espacio, tiempo, velocidad, temperatura, caudal; conceptos matemáticos como: longitud, área, volumen; unidades de medida. Recolectan datos obtenidos por medición directa, analizan los datos, haciendo los cálculos respectivos, identificando las variables, elaboran gráficas, comparan temperaturas de diversos medios a la misma hora y en tiempos diferentes, contrastan resultados, reconocen el error numérico en las mediciones y deducen relaciones entre las variables. Con la asesoría de docente, utilizan las TICs, para sistematizar la información, estudiar los fenómenos, construyen proyectos donde identifican situaciones problemáticas, se informan sobre la temática, analizan la información obtenida, presentan la información, y plantean posibles soluciones, identifican problemáticas medioambientales y adquieren compromisos para el cuidado de la misma. Esta metodología permite que los niños y niñas entre 10 y 11 años, interpreten la función de la matemática, la física en el estudio de la naturaleza, que se apropien de la metodología de la investigación y generen dentro de sí fascinación por la maravilla del universo y propicien el cuidado del entorno.

Archivo: EF-125

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MC MATERIA CONDENSADA

SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE NUEVOS MATERIALES SEMICONDUCTORES TIPO KESTERITA VÍA CO-EVAPORACIÓN PVD PARA USO EN CELDAS SOLARES Mikel F. Hurtado M1,2*, Diego. Acero1, William. Chamorro1,2, Gerardo Gordillo.G1. 1

Departamento de Física, Grupo de Materiales Semiconductores y Energía Solar, Universidad Nacional de Colombia. 2 Departamento de Química, Universidad Nacional de Colombia * [email protected] RESUMEN

El material semiconductor Cu2ZnSnS4 actualmente es foco de estudios debido a sus aplicaciones como capa absorbente en celdas solares de tecnología de película delgada. Este material conocido con las siglas de CZTS presenta una ventaja económica y ambientalmente favorable comparado con sus homólogos CuInS2, CuInSe2 (CIS y CISe) y Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGSSe), debido a que emplean metales de fácil extracción y altamente abundantes como el Sn y el Zn frente a metales estratégicos tales como In y Ga que son altamente costos. En el siguiente estudio reportamos la formación del compuesto Cu2ZnSnS4 (CZTS) en película delgada por el método de co-evaporación secuencial (PVD) de los precursores metálicos en atmosfera de S2. Las muestras sintetizadas con diferentes secuencias Cu/Zn/Sn, Cu/Sn/Zn, Sn/Cu/Zn, Sn/Zn/Cu, Zn/Cu/Sn y Zn/Sn/Cu sobre sustratos de vidrio alcalino fueron estudiadas. Las muestras fueron caracterizadas estructuralmente por Difracción de Rayos-X (XRD) evidenciándose la formación de la fase Kesterita CZTS con estructura tetragonal. A partir de las medidas de transmitancia se encontró un band-gap o brecha de energía prohibida de 1.38 eV propiedades básicas que nos permiten proponer al material CZTS sintetizado por co-evaporación como capa absorbente en celdas solares fotovoltaicas de película delgada tipo SL/Mo/CZTS/ZnS/ZnO/Al.

Archivo: MC-001

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ESTUDIO DE PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y MORFOLOGICAS DEL SEMICONDUCTOR CZTS EN PELÍCULA DELGADA PARA APLICACIONES FOTOVOLTAICAS Mikel F. Hurtado M1,2*, Yuly M. Burgos1, Jose I. Ordonñez 1, William. Chamorro1,2, Gerardo Gordillo.G1. 1

Departamento de Física, Grupo de Materiales Semiconductores y Energía Solar, Universidad Nacional de Colombia. 2 Departamento de Química, Universidad Nacional de Colombia * [email protected] RESUMEN

Dentro de los materiales semiconductores, un gran número de materiales fotovoltaicos han sido investigados e implementados en módulos solares, sin embargo en la actualidad solo tres tipos de materiales fotovoltaicos han pasado del desarrollo a nivel de laboratorio a la producción a nivel industrial, estos son: Silicio amorfo (a-Si), Teluro de Cadmio (CdTe) y compuestos tipo calcopirita de Cu(In,Ga)Se2 (CIGSSe) y CuInS2 (CIS). Los materiales semiconductores tipo Kestrerita Cu2ZnSnS4 Cu2ZnSnSe4 y Cu2ZnSn(S,Se)4 actualmente están siendo ampliamente estudiados debido a sus aplicaciones como capa absorbente en celdas solares de segunda generación. Estos materiales son económicamente favorables comparados con los compuestos tipo Calcopirita CIS, y CIGSSe, debido a que emplean metales de fácil extracción y altamente abundantes. En este estudio reportamos los análisis de la caracterización morfológica, química y estructural del compuesto Cu2ZnSnS4 crecido por la técnica de co-evaporación de Zn, Sn y Cu en presencia de Azufre (PVD). Para tal caso se emplearon las técnicas de Microscopía de Fuerza Atómica AFM, Microscopía Electrónica de Barrido SEM con sonda EDAX para el análisis químico y espesor e película por perfilometría. Adicionalmente se hicieron tratamientos con KCN para remover fases remanentes de CuxSy. Las secuencias a) Zn-SnCu, b) Sn-Cu-Zn y c) Cu-Sn-Zn, son las que mejores propiedades superficiales presentan para emplearse en capas absorbentes con valores de band-gap en el rango de 1,3 a 1,4 eV y con espesores de 340, 330 y 510 nm respectivamente.

Archivo: MC-002


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CARACTERIZACION TERMICA ELECTRICA Y ESTRUCTURAL DE LOS SISTEMAS MI-AgI(M = Na, Li) POR ENCIMA DE LA TEMPERATURA AMBIENTE J. A. Trujillo1, A. García .M1, L. E. Quiñonez2 Grupo GICIS Universidad de Cartagena, Cartagena de indias (Colombia) 2 Grupo GIMA Universidad de Cartagena, Cartagena de Indias (Colombia) 1

Resumen

Se

ha

investigado experimentalmente el comportamiento térmico, eléctrico y

estructural de la familia MI-AgI (donde M= Na, Li) a temperatura superiores a la ambiente. Las muestras estudiadas fueron sintetizadas usando el método de evaporación lenta en concentraciones dadas por la relación: xAgI-(1-x)NaI y xAgI-(1-x)LiI con x = 0,8 La caracterización de los sistemas estudiados por análisis térmico (DSC), eléctrico (IS) y estructural (XRD), muestra como el salto en la conductividad del AgI puro, en T=420K, se reduce al intercambiar Li+ o Na+ por Ag+ en el AgI debido a efectos cooperativos Ion-red e Ion-Ion. Además la temperatura de transición decrece con la concentración del dopante. La conductividad iónica, de hasta 10-4S/cm, alcanzada por los sistemas aquí estudiados, con energías de activación Ea bajas, permiten ampliar el área de conocimiento de los conductores sólidos y de este modo continuar aportando para que cada vez sean más los dispositivos creados con fines benéficos basados en estos sistemas del tipo Ioduro de Plata. Keywords; Phase transition; X-ray diffraction; Ionic conductivity e-mail: [email protected] Área: Materia Condensada

Archivo: MC-003

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Fabricación de películas delgadas de silicio polimorfo depositada por plasma K. vizcaíno1*, M. Moreno2, J. Plaza1, A. Torres2, P. Rosales2, A. Itzmoyol2 1 2

Instrumentación y Metrología, Universidad del Atlántico, Barranquilla, Colombia. Microelectrónica, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), Puebla, México. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Resumen Las películas de silicio polimorfo (pm-Si:H) se caracterizan por estar constituidas de cristales de silicio, de tamaños nanometricos, embebidos en el material. Debido a sus propiedades ópticas y eléctricas, éste material se propone como un excelente candidato para la fabricación de dispositivos optoelectrónicos y sensores infrarrojos. Así mismos, estos materiales polimorfos se han utilizado para el desarrollo de celdas solares de películas delgadas fabricadas sobre vidrio con un bajo costo en la producción y mayor estabilidad en comparación con los materiales amorfos. Por esto, en este trabajo se fabricaron películas delgadas de pm-Si:H mediante la técnica Deposito Químico en fase Vapor asistido por Plasma (PECVD) a baja frecuencia, con una temperatura de sustrato de 200 °C y a diferentes valores de presión y flujos de gases. La caracterización de las películas se hicieron mediante las siguientes técnicas: Con Microscopia de Fuerza Atómica (AFM) se analizaron la superficie y por Microscopia de Transmisión Electrónica (TEM) se corroboró la formación de nanocristales en las películas y por medio de elipsometría UV- Visible se hallaron los espesores y la razón de depósito.

Archivo: MC-004


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ESTUDIO POR FOTOLUMINISCENCIA DE LOS TIEMPOS DE RECOMBINACIÓN DE PORTADORES CONFINADOS EN POZOS CUÁNTICOS DE InGaAs/InAlAs R Bertel1*, S.E. Zambrano1, J.J Prias2,3, Gerardo Fonthal2, Hernando Ariza-Calderón2 1

Centro de Investigaciones: Grupo GIFES, Universidad de la Guajira Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, Armenia-Colombia 3 Programa de Tecnológia en Electrónica, Universidad del Quindío, Armenia-Colombia de *Email del Autor correspondiente: [email protected] 2

Empleando la técnica de Fotoluminiscencia (FL) en el infrarrojo cercano, se hizo el estudio de los tiempos de vida promedio de portadores de carga en heteroestructuras de InGaAs/InAlAs. Las muestras fueron crecidas por medio de la técnica de MOCVD para anchos de pozos que varían desde 5 nm hasta 13 nm. Los espectros de FL fueron obtenidos en el rango de temperaturas desde 11 K hasta 260 K. Para el ajuste de los respectivos espectros experimentales, se usaron formas de líneas Lorentzianas asimétricas, obteniéndose la dependencia con la temperatura del parámetro de ensanchamiento, la cual fue comparada con una simulación de una expresión del tipo Bose-Einstein, fijando el valor conocido de la energía del fonón longitudinal óptico. En los espectros de FL, el parámetro de ensanchamiento Lorentziano, se encuentra inversamente relacionado con los tiempos de vida de los portadores de carga. Por consiguiente, se obtuvo la dependencia con la temperatura de los tiempos de vida promedio de los portadores de carga, obteniéndose órdenes de magnitud que concuerdan con valores reportados para este material. Además, se encontró que a temperatura ambiente la interacción electrón fonón puede ser el principal proceso dispersivo predominante.

Archivo: MC-005

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EFECTO DEL CAMPO MAGNETICO SOBRE EXCITONES EN DISCOS CUANTICOS CON CONFINAMIENTO PARABÓLICO

Sandra. J. Mendoza C.1*, Carlos L. Beltrán Rios1 1

Escuela de Física: Grupo de Investigación; Física Computacional en Materia Condensada, Universidad Industrial de Santander *Email del Autor correspondiente: syohmek @hotmail.com

Las heteroestructuras semiconductoras de baja dimensionalidad de GaAs-(Ga,Al)As bajo la influencia de campos eléctricos y magnéticos es un elemento tecnológico clave en la creación de dispositivos cuánticos funcionales con propiedades optoelectrónicas, fotónicas, espintrónicas y muchos otros dispositivos nanotecnológicos que son fundamentales en la sociedad de la información del siglo XXI; la presencia de impurezas y excitones en pozos, puntos e hilos cuánticos son componentes que mejoran el funcionamiento de estos dispositivos. En este trabajo se analizaran los niveles energéticos de un exciton en un disco cuántico bajo un potencial de confinamiento parabólico en la dirección axial y radial en presencia de un campo magnético externo, aplicado en su dirección axial. El sistema se estudiará dentro del marco de la aproximación de la masa efectiva, usando un procedimiento variacional y por medio del método de barrido trigonométrico se determinará la energía de enlace del exciton en función del campo magnético externo aplicado. Con los resultados obtenidos se planteará un análisis y comparación con reportes previos encontrados en los diferentes artículos sobre sistemas similares.

Archivo: MC-006


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DETERMINACION MEDIANTE DFT DE LAS PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y ELECTRONICAS DEL YC 1

Gladys Patricia Abdel Rahim Garzón1, 2, Jairo Arbey Rodríguez M.2, 1 PERSEO - Universidad Antonio Nariño 2 GEMA - Grupo de Estudio de Materiales, Depto de Física, Universidad Nacional de Colombia *[email protected] . El Carburo de Ytrio es un material que presenta propiedades físicas, químicas y termodinámicas tales como alta dureza, alto punto de fusión y sus altas conductividades eléctrica y térmica. Que lo ha llevado a ser de gran interés en la industria y en la rama de la microelectrónica[1]. En el presente trabajo deseamos exponer los resultados de las propiedades estructurales y electrónicas del YC en las fases NaCl y wurtzita, usando primeros principios (incluyendo spin). Nuestros cálculos mostraran que en la fase NaCl la constante de red es a = 5,09 Å y el módulo de volumen B0 = 124,3 GPa. En la estructura NaCl el cálculo del parámetro de red difiere aproximadamente con respecto al valor experimental en un 1,96 % [2]. En las dos fases la estructura de bandas evidencia el carácter metálico del material. Los cálculos se realizaron en el marco de la Teoría Densidad Funcional, usando el método de Ondas Planas Aumentadas y Linealizadas con la aproximación del Gradiente Generalizado implementado en el método Perdew – Burke – Ernzerhof , mediante el programa WIEN2k [3]. REFERENCIAS [1] K.K. Korir, G.O. Amolo, N.W. Makau, and D.P. Joubert, Diamond Related Materials (2011) 157-164. [2] A.F. Guillermet, J. Haglund, G. Grimvall and M. Smith, Phys.Rev. B 91 (1992) 11557. [3] P. Blaha, K. Schwarz, and J. Luitz, WIEN2k, A Full Potential Linearized Augmented Plane Wave Package for Calculating Crystal Properties (Karlheinz Schwarz, Techn Universität Wien, Austria); 1999.

Archivo: MC-007

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UN ESTUDIO SOBRE LA DUREZA Y SU CORRELACION CON LAS PROPIEDADES DEL MATERIAL WC A PARTIR DE PRIMEROS PRINCIPIOS Gladys Patricia Abdel Rahim Garzón1,2, Jairo Arbey Rodríguez M.2 1 PERSEO - Universidad Antonio Nariño 2 GEMA – Grupo de Estudio de Materiales, Depto. De Física, Universidad Nacional de Colombia *[email protected] El material WC desde hace tiempo se ha determinado que tiene una gran variedad de aplicaciones industriales debido a sus propiedades mecánicas, eléctricas y químicas la cual es aplicable en tribología, en microelectrónica y en catálisis heterogénea. Las buenas propiedades físicas del WC se han derivado principalmente de la estructura cristalográfica y la unión de los átomos en la estructura. El presente estudio muestra las propiedades estructurales y electrónicas del WC en las fases NaCl y wurtzita, usando la Teoría de la Funcional Densidad (DFT), la Aproximación de Gradiente Generalizado (GGA) y el método FP- LAPW. El estudio consistió en calcular las energías contra el volumen a T = 0 K. Luego mediante ajuste a la ecuación de estado de Murnaghan se determinó la constante de red (amin), la energía total (Emin), el módulo de volumen (B) y su derivada con respecto a la presión (B’). Para posteriormente con el parámetro de red hallamos DOS (incluyendo spin) para ambas fases. Encontramos que en la estructura wurtzita: amin = 5,91 Bohr, Emin = - 11,94 eV, B = 110 GPa, B’ = 4,25 y la relación c/a = 1.9145. En la estructura NaCl obtuvimos: a = 8,27 Bohr, Emin = -12,31 eV, B = 360 GPa, B’ = 4,07. Estos datos muestran que la configuración de cristalización más probable para el WC es la estructura NaCl. La densidad de estados en ambas estructuras mostro tener un comportamiento metálico.

Archivo: MC-008


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CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DE LA DOBLE PEROVSKITA Ba2YTaO6 C. E. DeLuque Toro1,2*, A. S. Mosquera Polo1, D. A Landínez Téllez3, J. Roa Rojas3, J. Arbey Rodríguez M4 1. Grupo de Nuevos Materiales, Universidad del Magdalena, Santa Marta, Colombia. 2. Departamento de Física - Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional del Comahue, Buenos Aires 1400, (8300) Neuquén, Argentina. 3. Grupo de Física de Nuevos Materiales, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá y CIF 4. Grupo de Física de la Materia Condensada, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá DC *[email protected]

RESUMEN En los últimos años el estudio de los materiales de tipo perovskita compleja A2MM’O6 se ha incrementado en razón de la variedad de propiedades físicas que pueden obtenerse a partir de la sustitución de elementos alcalino térreos en el sitio cristalográfico A y metales de transición o lantánidos en los sitios M y M’ de su estructura. El compuesto Ba2YTaO6 es uno de ellos que, además, a alta temperatura presenta una transición de fase continua de una estructura cubica (Fm-3m) a una tetragonal (I4/m). En este trabajo se presenta un estudio detallado de las propiedades electrónicas y estructurales de la doble perovskita Ba2YTaO6, con parámetro de red a=15.9575 Bohr en su grupo espacial Fm-3m. Con base en cálculos realizados con el método “Full Potencial Linearizad Augmented Plane Waves” (FP-LAPW), dentro de la teoría de la funcional densidad (DFT), utilizando para el potencial de intercambio y correlación la Aproximación de Gradiente Generalizado (GGA). A partir de la minimización de la energía en función del volumen y mediante ajuste a la ecuación de estado de Murnaghan se determinaron algunas características estructurales como son la energía total, parámetro de red, módulo de volumen y su derivada. El estudio de las características electrónicas se ha determinado a través del análisis de la densidad de estado electrónicos (DOS), el cual revela la ocurrencia de un comportamiento de tipo no metálico.

Archivo: MC-009

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ESTUDIO AB-INITIO DE LAS PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y ELECTRÓNICAS DE LA DOBLE PEROVSKITA Ba2InTaO6 A. S. Mosquera Polo1*, C. E. DeLuque Toro1,2 , D. A Landínez Téllez3, J. Roa Rojas3, J. Arbey Rodríguez M4 1. Grupo de Nuevos Materiales, Universidad del Magdalena, Santa Marta, Colombia. 2. Departamento de Física - Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional del Comahue, Buenos Aires 1400, (8300) Neuquén, Argentina. 3. Grupo de Física de Nuevos Materiales, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá y CIF 4. Grupo de Física de la Materia Condensada, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá DC *[email protected]

RESUMEN Los materiales de tipo perovskita doble con fórmula genérica A2BB’O6 han sido ampliamente estudiados en los últimos años debido a su gran versatilidad, la cual permite la inclusión de iones de tipo alcalino térreo en los sitios A de la estructura y metales de transición en los sitios B y B’, dando origen a diversas propiedades físicas que redundan en múltiples aplicaciones industriales. En este trabajo estudiamos las propiedades estructurales y electrónicas del compuesto Ba2InTaO6, el cual es de particular interés ya que dichos sistemas podrían aplicarse en el desarrollo de resonadores dieléctricos y filtros para señal de microondas en teléfonos móviles y otros dispositivos inalámbricos, entre otras. Mediante modelamiento computacional ab-initio, basado en la Teoría de Funcional Densidad (DFT), partimos de la estructura de grupo espacial Fm-3m, sobre la cual se basa la verdadera estructura de equilibrio encontrada por otros autores [1,2]. Evaluamos parámetros de red, energías de equilibrio y ecuaciones de estado entre otros. La minimización de la energía en función del volumen permite la obtención de un parámetro de red de 15.7786 Bohr. Los resultados de Densidad de Estados electrónicos (DOS) muestran que la doble perovskita Ba2InTaO6 tiene un gap directo de ~ 4.25 eV cerca del nivel de Fermi.

Palabras clave: Doble perovskita, modelamiento ab-initio, estructura electrónica. Bibliografía [1] T.S. Hammink, W.T. Fu, D.J.W. Ijdo, Journal of Solid State Chem. 184, 848 (2011) [2] A. Dias, L.A. Khalam, M.T. Sebastian, R.L. Moreira Journal of Solid State Chem. 180, 2143 (2007)

Archivo: MC-010


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Influencia de la humedad relativa en la probabilidad de efecto túnel en una juntura de SiO2 – TiO2 Omar Rodríguez P1, Jairo E Castillo2, Oscar Suarez3 1

Departamento de Ingeniería Electrónica. Grupo ESSOPTO. Universidad Central. 2 Grupo FISMAK. Universidad Distrital “Francisco José de Caldas” 3 . Departamento de Ciencias Naturales y Exactas. Grupo de Pedagogía. Universidad Autónoma de Colombia [email protected]

Resumen En el siguiente trabajo se presentan los resultados experimentales de la medición de la corriente y cálculo de la probabilidad de tunelación a través de una juntura de capa gruesa de SiO2 – TiO2. Teniendo en cuenta que el rango de impedancia obtenido para tal fin, osciló entre 1MΩ y 15 MΩ, el modelo teórico demostró la coherencia de la simulación de la corriente del diodo con los resultados obtenidos en el proceso experimental, y que se basó en la equivalencia y dependencia de la humedad relativa con la presión de prensado, la estequiometria de los compuestos del material base y el porcentaje de participación de estos en la mezcla.

Archivo: MC-011

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PROPIEDADES MAGNETICAS, ESTRUCTURALES Y MAGNETOPTICAS DE ALEACIONES DE Tb0,128Nd0,128Fe0,744 D. Betancourth1*, Y. Rojas Martínez1, D. Oyola Lozano1, H. Bustos Rodriquez1, D. Granada1, G. A. Perez-Alcazar2 1

Departamento de Física. Universidad del Tolima. A.A 546, Ibagué, Colombia Departamento de Física. Universidad del Valle. A. A 25360, Cali, Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

2

Resumen Los materiales más usados como medio de almacenamiento Magnetoóptico son las aleaciones de tierras raras y metales de transición (TR-MT), ya que presentan un gran producto MsHc, alto ángulo de rotación Kerr, alta Anisotropía Uniaxial y Temperatura de Curie entre los 400-600K, parámetros fundamentales para lograr alta densidad de almacenamiento. En este trabajo se reportan las propiedades Magnéticas, Estructurales y Magnetoópticas de una aleación ternaria de Tb0,128Nd0,128Fe0,743. Esta aleación se obtuvo usando un molino planetario de bolas de alta energía Fritsch-Pulverissete 5, molidos durante 48 horas, el estudio de sus propiedades Magnéticas, Estructurales y Magnetoópticas fueron investigadas por Espectroscopia de Mossbauer 57Fe (SM), Physical Property Measurement System (PPMS), Difracción de rayos X (DRX) y Efecto Kerr (MOKE).

Archivo: MC-012


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CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL Y MINERALÓGICA DE POLVOS DE ARCILLA ROJAS FABRICADOS POR SPRAY-DRIED.

G. Peña-Rodríguez1 , Víctor Julio Useche A.2 y J. H. Bautista Ruiz2. 1

Centro de Investigación en Materiales Cerámicos, Grupo GITEC, Departamento de Física - UFPS. AA: 1055 Cúcuta-Colombia. [email protected], [email protected] 2 Departamento de Física-Universidad Francisco de Paula Santander-Cúcuta-Colombia

Resumen . Se presenta la caracterización estructural y mineralógica de polvos de arcilla roja fabricados por procesos de atomización (Spray-Dried), para lo cual se utilizaron técnicas experimentales de Difracción de Rayos X (DRX), Microscopia Electrónica de Barrido (MEB) y Fluorescencia de rayos X (FRX). Dicho material es usado por la empresa Cerámica Italia S.A. en la elaboración de pisos y baldosas cerámicas en la ciudad de Cúcuta (N. de S.). En el análisis se determinaron los siguientes parámetros: morfología, tamaño de grano, composición mineralógica y química; obteniéndose como resultado que la partícula es de forma redondeada y diámetro promedio del orden de 350 µm con poros internos del orden de los nanómetros; se determinaron como fases principales las de cuarzo, feldespato potásico, caolinita e illita, y en fases minoritarias la calcita y yeso; por otra parte se puede resaltar los elevados contenidos de sílice (SiO2) y alúmina (Al2O3), en proporción media óxido de calcio (CaO) y óxido de hierro (Fe2O3). Estos resultados permitirán optimizar los procesos cerámicos, así como dar valor agregado a las materias primas utilizadas por la empresa.

Archivo: MC-013

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ESTRUCTURA Y RESISTENCIA MECÁNICA A LA FLEXIÓN DE CERÁMICAS POROSAS, ELABORADAS CON BARBOTINAS ROJAS Y ESPUMAS DE POLIURETANO Martha Ferrer1*, Gabriel Peña1, Jorge Bautista1 1

Departamento de Física: Grupo de Investigación en Tecnología Cerámica, Universidad Francisco de Paula Santander * [email protected]

Se fabricaron cerámicas porosas, con dimensiones promedio de 4,5cm de ancho, 13cm de largo y 1.8cm de alto, utilizando espumas de poliuretano inmersas en barbotinas de arcillas rojas elaboradas por spray-dried (atomizado), con densidad de 1,5 g/cm3, un tamaño de partícula pasante tamiz ASTM 325 (45 µm) y viscosidad de 365.3 cP. Se usaron cuatro tipos diferentes de espumas de poliuretano con densidades de (3.15 ± 3 1.18X10¯ˉ⁴), (1.66 ± 1.02X10¯ˉ⁴), (1.81 ± 7.8X10¯ˉ⁵) y (1.06 ± 8.9X10¯ˉ⁵)10¯ˉ²g/cm respectivamente, las cuales sirvieron de matriz para que por proceso de inmersión, se depositara la arcilla en el interior de la porosidad de las espumas, luego se someten al proceso de secado a temperatura ambiente por un tiempo de 48 horas, y a 12 horas en estufa de circulación forzada a temperatura promedio de 105°C. El proceso de cocción o sinterización se realizó en mufla eléctrica a temperatura máxima de 1000 °C por 4 horas El porcentaje de porosidad por absorción de agua se determinó usando la norma NTC 4321-3, la estructura como el tamaño de poro, de grano y la densidad de poro se halló usando microscopia electrónica de barrido (SEM), mientras que para la resistencia mecánica a la flexión se uso la norma ISO 10545-4. Nuestros resultados muestran que a medida que la densidad de la espuma disminuye la densidad de las cerámicas porosas obtenidas aumenta y el porcentaje de porosidad disminuye. A medida que aumenta el tamaño de grano aumenta la densidad y disminuye la porosidad. Al aumentar el tamaño de grano, se incrementa la resistencia a la flexión y disminuye la densidad superficial de grano. El propósito de este trabajo es contribuir con un método en la fabricación y en la caracterización de cerámicas porosas, para ser usadas en diversos procesos a nivel industrial.

Archivo: MC-014


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INFLUENCIA DEL TRATAMIENTO SUPERFICIAL EN LA ADHERENCIA DE RECUBRIMIENTOS PROTECTORES DE DLC SOBRE ALGUNOS METALES G. Capote1*, V.J. Trava-Airoldi2, L.F. Bonetti2 1

Departamento de Física: Grupo de Materiales para Aplicaciones Tecnológicas (GMAT), Universidad Nacional de Colombia, Bogotá D.C., Colombia 2 Clorovale Diamantes Indústria e Comercio S.A., São José dos Campos, Brasil *Email del Autor correspondiente: [email protected] Resumen

La producción de materiales nanoestructurados con propiedades avanzadas es una necesidad para el desarrollo de importantes industrias. El DLC (Diamond-like Carbon) es un material que está siendo utilizado como recubrimiento protector debido a su elevada dureza, alta resistencia al desgaste, inercia química, bajo coeficiente de fricción y propiedades antibacterianas. Los aceros inoxidables son utilizados en diversas industrias debido a su excelente resistencia a la corrosión y a la oxidación a altas temperaturas. No obstante, su baja resistencia al desgaste y dureza limitan su uso. De igual forma, el titanio y sus aleaciones están siendo utilizados en la construcción de motores y en instalaciones con elevado rozamiento, erosión y corrosión, principalmente en las industrias aeroespacial, química, de energía y en la fabricación de implantes óseos e instrumentos quirúrgicos. Pero una limitante en su uso es que poseen bajas propiedades tribológicas. En este trabajo son presentados los resultados obtenidos de la deposición de películas protectoras duras y adherentes de DLC en diferentes tipos de aceros y aleaciones de titanio. Las películas fueron depositadas utilizando la técnica de descarga en plasma por DC-pulsada PECVD. Con el objetivo de elevar la adherencia a los diferentes substratos metálicos, tratamientos superficiales con plasmas: nitruración, carbonitruración y carburización fueron realizados previamente a la deposición. Los resultados experimentales demostraron que el tratamiento preliminar de la superficie es fundamental para obtener una alta adherencia de la película protectora.

Archivo: MC-015

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ESTUDIO TEÓRICO DE LAS PROPIEDADES ELECTRÓNICAS Y ÓPTICAS DE LA FASE B DEL PENTÓXIDO DE TÁNTALO Camilo Valencia Balvín1,2*, Santiago Pérez Walton1,2, Jorge Mario Osorio Guillén2 1

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Facultad de Ciencias: Grupo GRITAD, Instituto Tecnológico Metropolitano Instituto de Física:Grupo Teórico de Ciencias de los Materiales, Universidad de Antioquia *[email protected]

En este trabajo reportamos un estudio por medio de cálculos de primeros-principios de las propiedades electrónicas y ópticas de la fase B del pentóxido de Tántalo (B-Ta2O5). Se ha utilizado la teoría de los funcionales de la densidad y para el funcional de intercambiocorrelación hemos adoptado la aproximación del gradiente generalizado con una de sus nuevas parametrizaciones diseñada especialemente para sólidos, llamada PBEsol. Se ha encontrado que esta fase monoclínica de Ta2O5 es un semiconductor de gap ancho, donde el valor calculado del gap fundamental es 3.1 eV. El gap de este compuesto es indirecto, donde el máximo de la banda de valencia se encuentra ubicado a lo largo de la dirección y el mínimo de la banda de conducción esta localizado en la dirección <2u,u,0>. Además, se ha calculado la parte real e imaginaria del tensor dieléctrico, el índice de refracción, la reflectividad, la transmitancia y la conductividad óptica. El valor calculado del índice de refracción estático es de 2.5, el cual está en buena concordancia con el valor experimental.

Archivo: MC-016


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MÉTODOS DE SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL Y MAGNÉTICA DE NANOCOMPUESTOS DE: Fe0,4(SiO2)0,6; Ni0,4(SiO2)0,6 y Co0,4(SiO2)0,6. J. L. Galán Rojas1 y R. Gómez Cruz2 1

Departamento de Física: Grupo de Materia Condensada, Universidad de Los Andes, A. A. 4976, Bogotá, Colombia 2 Departamento de Química: Grupo de Materiales, Universidad de Los Ande, A. A. 4976, Bogotá, Colombia 1 2

[email protected] [email protected] RESUMEN

Se exploran varios procedimientos para la obtención de óxidos de metales de hierro, níquel y cobalto soportados en matrices de sílice. A partir de nitrato de níquel (II), siloxanos, sílice amorfa y ácidos policarboxílicos; se sintetizan estos nanocompuestos nanoestructurados por métodos de crecimiento de cristales en la interfase sol-gel, reducción del metal de transición por combustión interna de un compuesto orgánico y tratamientos de pirolisis. Las estructuras de los nanocompuestos sintetizados se estudian mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Difracción de rayos de X de polvo (XRD) y espectroscopía Infrarroja con transformación de Fourier (FTIR). Se obtiene la información de sus propiedades magnéticas a través de medidas de magnetometría de muestra vibrante, determinación de curvas de histéresis (PPMS), enfriamiento mediante campo magnético (FC y ZFC) y espectroscopía Mössbauer. Las muestras obtenidas presentan un comportamiento superparamagnético. Palabras claves: sol-gel, DRX, Espectrometría Mössbauer, barridos ZFC y FC, SEM, Superparamagnético.

Archivo: MC-017

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Síntesis de recubrimiento tipo RAM desarrollado con nanopartículas L. Díaz1; S. Noguera1; W. L. Vargas1; R. Gómez2; J. L. Galán3 1

Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería Química, Bogotá, Colombia 2 Universidad de los Andes, Departamento de Química, Bogotá, Colombia 3 Universidad de los Andes, Departamento de Física, Bogotá, Colombia 1

1

[email protected] [email protected] 1 [email protected] 2 [email protected] 3 [email protected]

RESUMEN Se muestra el proceso de síntesis de nanopartículas que se siguió para sintetizar la ferrita Ni0,5Zn0,5Fe2O4, un método Sol Gel modificado, con el objetivo de usarla como base para diseñar un recubrimiento de absorción de ondas de radar (material tipo RAM por sus siglas en ingles). Adicionalmente, se muestran las pruebas de caracterización que se realizaron para demostrar la utilidad de la ferrita como RAM (SEM, EDS, XRD, VMA, VNA). Se obtienen resultados de absorción superiores al 90% con materiales superparamagnéticos con saturación magnética de 91,4 emu/g y campo coercitivo de 0.915 Oe , en el rango de frecuencias de la banda X de radar. Palabras claves: RAM, Sol Gel, SEM, EDS, XRD, VMA, VNA, Superparamagnético.

Archivo: MC-018


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PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE UN SISTEMA DE ISING MIXTO DE ESPINES S = 3/2 Y Q = 5/2 N. De La Espriella1*, G. Buendía2**, C. Ortega3*** Departamento de Física: Grupo Gamasco, Universidad de Córdoba 2 Departamento de Física: Universidad Simón Bolívar, Caracas (Venezuela) 3 Departamento de Física: Grupo Gamasco, Universidad de Córdoba *Email: ndelae52 @gmail.com ***Email: [email protected] 1

.

Desarrollamos simulaciones Monte Carlo para investigar las propiedades magnéticas de un modelo de Ising mixto de espines ! = ±1/2, ±3/2 y ! = ±1/2, ±3/2, ±5/2. Los espines están alternados sobre una red cuadrada, de tal forma que las interacciones a primeros vecinos se dan entre espines distintos (! ↔ !), y las de segundos vecinos entre espines del mismo tipo (! ↔ !) y (! ↔ !). Hallamos que cuando el Hamiltoniano incluye interacciones antiferromagnéticas entre los espines ! y !, interacciones ferromagnéticas entre los espines S, y un campo cristalino D, el sistema presenta temperaturas de compensación en un cierto rango de los valores de los parámetros. Las temperaturas de compensación son temperaturas por debajo del punto crítico donde la magnetización total es cero, y tienen importantes aplicaciones tecnológicas. Analizamos los diagramas de fase del modelo a temperatura finita, indicando las temperaturas de compensación y crítica para diversas combinaciones de los parámetros en el Hamiltoniano. Finalmente encontramos que la existencia de los puntos de compensación depende de la intensidad de la interacción ferromagnética entre los espines !.

Archivo: MC-019

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ANÁLISIS DE LOS ESPECTROS DE ABSORCIÓN EN SO2 ANÁLOGOS DE PTERIDINAS Y PIRIDOPIRIMIDINAS EN FASE GASEOSA Y ACETONITRILE, BAJO EL MORCO DE LOS FUNCIONALES DE LA DENSIDAD 1

Dairo J. Hernández1,2; Rafael J. Carrasquilla1 y Oscar L. Neira1. Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia 2 Estudiante Lic. Matemáticas y Física U. P. C. [email protected] RESUMEN

En este trabajo se realizó un estudio teórico de los espectros de absorción en SO2 análogos de pteridinas y piridopirimidinas en fase gaseosa y acetonitrile, como primer objetivo se realizaron los cálculos de energía y su configuración geométrica más estable, y luego se procedió a relazarse el estudio de el espectro de absorción, cabe resaltar que el desarrollo de esta investigación se realizo bajo el marco de los funcionales de la densidad y el conjunto de funciones base 6-31+G(d) y la funcional híbrida B3LYP, contenido en el programa gaussian, dando así su valides con los datos experimentales.

Palabras claves: pteridinas, gaussian, piridopirimidinas, acetonitrile, DFT.

Archivo: MC-020


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SÍNTESIS DE PELÍCULAS DELGADAS DE ZN(S, OH) POR CHEMICAL BATH DEPOSITION (CBD) PARA USO COMO CAPA BUFFER EN CELDAS SOLARES BASADAS EN Cu2SnZnS4 S. D. Cruz1*, J. M. Correa1, W. Chamorro1, O. Rodríguez1, G. Gordillo2. 1

Departamento de Química: Grupo de Materiales Semiconductores y Energía Solar, Universidad Nacional de Colombia. 2 Departamento de Física: Grupo de Materiales Semiconductores y Energía Solar, Universidad Nacional de Colombia. *Email del Autor correspondiente: sdcruzl @unal.edu.co .

Películas delgadas de Zn(S,OH) se sintetizaron por el método CBD usando una solución constituida por tiourea y acetato de zinc como fuentes de S2- y Zn2+ y citrato de sodio como agente acomplejante. Estas fueron crecidas sobre sustratos de vidrio alcalino recubiertos con películas delgadas de Cu2SnZnS4 depositadas usando una ruta novedosa basada en la evaporación secuencial de sus precursores metálicos en presencia de azufre elemental. A través de ensayos realizados variando parámetros de síntesis (concentración de Zn2+, tiourea y pH) se encontraron condiciones para crecer películas delgadas de Zn(S, OH) con propiedades adecuadas para ser usadas como capa buffer de celdas solares basadas en Cu2SnZnS4. Las propiedades de las películas de Zn(S,OH) fueron investigadas usando técnicas como espectrofotometría UV-VIS, Difracción de rayos-x (DRX) y microscopía de fuerza atómica (AFM). Medidas de DRX revelaron que las películas de Zn(S, OH) crecidas sobre Cu2SnZnS4 presentan una estructura amorfa; sin embargo, mediante análisis del material precipitado a partir de la reacción homogénea, se encontró que el precipitado corresponde a sulfohidróxido de zinc (ZnSO8H8) con estructura monoclínica, indicando que la película delgada podría corresponder a este compuesto. Imágenes AFM de las películas delgadas de Zn(S, OH) depositadas sobre sustratos recubiertos con Cu2SnZnS4 muestran que el crecimiento inicia preferencialmente en zonas de fronteras de grano, sin embargo posteriormente la velocidad de crecimiento sobre los granos incrementa, observándose un recubrimiento total del mismo.

Archivo: MC-021

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EFECTO DEL RECOCIDO SOBRE LAS PROPIEDADES DE PELICULAS DELGADAS DE p3HT, PCBM Y MEZCLA (p3HT:PCBM) USADOS COMO CAPA ACTIVA EN CELDAS SOLARES ORGÁNICAS S. Urrego1*, C. A. Otálora B.1, J. Duarte1, W. Chamorro1, O. Rodríguez1, E. Romero1, G. Gordillo2 1

Departamento de Química, Grupo de Materiales Semiconductores y Energía Solar, Universidad Nacional de Colombia 2 Departamento de Física, Grupo de Materiales Semiconductores y Energía Solar, Universidad Nacional de Colombia * [email protected]

En este trabajo se describe la preparación de películas delgadas de poli(3-hexiltiofeno) (p3HT), metil éster del ácido fenil-C61-butirico (PCBM) y mezcla (p3HT:PCBM) y se reportan resultados relacionados con el efecto de la temperatura y el tiempo de recocido sobre las propiedades ópticas y estructurales. Las películas fueron crecidas usando la técnica de spin coating y sus propiedades se estudiaron mediante medidas de absorbancia y DRX. Los resultados revelaron que las películas de PCBM crecen con estructura amorfa y presentan un máximo de absorción en 334 nm, el cual disminuye en intensidad al aumentar el tiempo y la temperatura de recocido. Las películas de p3HT muestran un máximo de absorbancia en 512 nm cuya intensidad varia con la temperatura de recocido, observándose que tiene un máximo a 120°C; las medidas de DRX muestran un pico en 2θ=5,4° correspondiente a reflexiones en el plano (100) asociado a las cadenas alquílicas del p3HT y otros dos picos en 13,4° y 16,3° correspondientes a reflexiones internas en los planos (002) y (003). La mezcla mostró un desplazamiento del espectro de absorción con respecto al obtenido con P3HT y PCBM por separado. Además se encontró que la intensidad de la absorbancia es altamente afectada con el recocido. Los resultados de DRX revelan que los picos en 2θ= 13,4° y 16,3° desaparecen debido a un desordenamiento de los planos asociados a las cadenas alquílicas, al aumentar la temperatura de recocido el pico en 5,4° aumenta su intensidad pero a temperaturas mayores de 120°C su intensidad disminuye debido a la segregación de la mezcla.

Archivo: MC-022


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SIMULACIÓN DEL POTENCIAL ELECTROSTÁTICO Y SOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE SCHRÖDINGER DEPENDIENTE DEL TIEMPO PARA IONES MÓVILES DE PLATA EN EL AgI

J.D. Castaño Y.1*, H. Correa2, D. Peña Lara3 Programa de Física, Universidad del Quindío, Armenia, Colombia 2 Laboratorio de Optoelectrónica. Universidad del Quindío, Armenia, Colombia 3 Deparatmento de Física, Universidad del Valle, Cali, Colombia 1

*Email del Autor correspondiente: jorge_quantum @hotmail.es

Se presenta una solución a la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo para iones móviles de plata en el Yoduro de Plata (AgI) y la respectiva simulación del potencial electrostático. La forma del potencial electrostático es una función dependiente de las coordenadas de los iones de plata con respecto a los de yodo, multiplicada por una función exponencial dependiente del tiempo que incluye la tasa de saltos por ión de su pozo de potencial, así como los tiempos de relajación eléctrica del sistema. El método se basa en el cálculo de la Constante de Madelung para dicho sistema vía método de Ewald, utilizando el entorno de programación Matlab. La ecuación de Schrödinger así propuesta, es resuelta mediante la Teoría de Perturbaciones dependiente del tiempo. .

Archivo: MC-023

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MODELO DE CONDUCCIÓN EN CONDUCTORES IÓNICOS DE ALTA MOVILIDAD BASADOS EN AgI. J.D. Castaño Y.1*, H.Correa2, D. Peña Lara3 y R. A. Vargas3 Programa de Física, Universidad del Quindío, Armenia, Colombia 2 Laboratorio de Optoelectrónica. Universidad del Quindío, Armenia, Colombia. 3 Departamento de Física, Universidad del Valle, Cali, Colombia 1

*Email del Autor correspondiente: jorge_quantum @hotmail.es

Se presenta un modelo teórico que simula la dinámica del transporte iónico y de la respuesta eléctrica del Yoduro de Plata (AgI) para rangos de frecuencias desde 1Hz hasta 30MHz y para temperaturas desde el ambiente hasta las cercanas a su estado superiónico alrededor de los 420 K. Para ello se propone una tasa de saltos no clásica del ión de plata fuera de su pozo de potencial, con la cual, bajo el formalismo del Coupling Model de K. Ngai, se ajustan curvas de impedancia eléctrica dando cuenta del ordenamiento energético de los iones de plata, además de obtener relaciones entre la energía de activación, migración y correlaciones de los iones móviles con la temperatura.

Archivo: MC-024


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Fabricación de una celda solar híbrida basada en nanopartículas de ZnO y Zn1-x FexO, obtenidas a partir de síntesis mecanoquímica. Johny Jaramillo12*, Cesar Barrero12, Jailes Beltran1, Jaime Osorio12, Franklin Jaramillo3. 1

2

Grupo de Estado solido, Universidad de Antioquia. Grupo de Instrumentación Científica y microelectrónica, Universidad de Antioquia. 3 Grupo de Corrosión y Protección, Universidad de Antioquia. * jdex87 @gmail.com. Resumen

Las celdas solares híbridas son dispositivos que combinan las propiedades ópticas y eléctricas ya conocidas de los semiconductores inorgánicos con las de polímeros semiconductores. Estas celdas son prometedoras por su potencial bajo costo de elaboración así como por la posibilidad de ser fabricadas sobre sustratos flexibles. En este trabajo se fabricaron celdas basadas en dos tipos diferentes de polímeros semiconductores: P3HT y MEH-PPV, conjugados con nanopartículas de ZnO puro y dopadas con hierro en diferentes porcentajes (Zn1-xFexO). Las nanopartículas se sintetizaron por método mecanoquímico (Molienda mecánica más tratamiento térmico) y se caracterizaron por difracción de rayos X, Termogravimetria, Espectroscopia de reflectancia difusa, Espectroscopia Raman y Espectroscopia Mossbauer, y la celda completa se caracterizó por Espectroscopia de absorbancia UV-Visble, Espectrofluorescencia y medidas de la respuesta eléctrica. Como resultado del proceso de síntesis, se obtuvieron polvos nanopartículados de ZnO puro y dopados con hierro al 1, 3 ,5, 8 y 10%. Con un tamaño de cristalito mínimo de 13,8nm, en estructura Wurtzita. Se encontró también un gap de energía de 3,2 eV para el ZnO puro y de 2,12 eV para el ZnO dopado con hierro al 5%, lo que evidencia una alta sintonizabilidad del gap de energía. Las celdas fabricadas con MEH-PPV registraron hasta un 68% de Quenching (extinción de la fluorescencia) y un voltaje de circuito abierto (Voc) de aproximadamente 1 mV, mientras que las fabricadas en base al P3HT, registraron un (Voc) de hasta 4,8mV.

Archivo: MC-025

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ANÁLISIS POR FOTOLUMINISCENCIA DE HETEROESTRUCTURAS DE GaSb/GaInAsSb/GaSb CRECIDAS POR EPITAXIA EN FASE LÍQUIDA AL VARIAR LA RAMPA DE ENFRIAMIENTO J. L. Perilla*, L. Tirado-Mejía, M. de los Ríos, G. Fonthal, H. Ariza- Calderón Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, A. A. 2639, Armenia-Colombia * [email protected] En este trabajo se estudia la respuesta óptica de heteroestructuras de GaSb/GaInAsSb/GaSb crecidas por medio de epitaxia en fase líquida. Las capas epitaxiales fueron crecidas sobre monocristales comerciales de GaSb:Si. Para el crecimiento, se utilizó una solución líquida rica en In para la capa de GaInAsSb y una solución rica en Ga para la capa de GaSb. La respuesta óptica fue obtenida por medio de la técnica de fotoluminiscencia. Con el fin de obtener información acerca de la influencia de la rampa de enfriamiento en la respuesta óptica de la heteroestructura, se realizaron variaciones de potencia entre 10 y 40mW y temperatura entre 11 y 300 K. De los análisis de la caracterización, se pudieron identificar transiciones alrededor de 0,68eV, relacionada con la respuesta óptica de la capa de GaSb, y otra cerca de 0,64, atribuida a la emisión del GaInAsSb. Se analiza la respuesta fotoluminiscente al variar la temperatura utilizando la ecuación de Varshni y se encuentran los valores de α y β para el GaInAsSb con diferentes rampas de enfriamiento. Para el estudio en función de la potencia de excitación, se realizaron deconvoluciones con lorentzianas a los espectros fotoluminiscentes, para observar los cambios relativos entre las transiciones fundamentales asociadas a estados libre-ligado y donador-aceptor y ver su variación con la rampa de enfriamiento.

Archivo: MC-026


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EVOLUCIÓN TEMPORAL DE LA RESPUESTA FOTOLUMINISCENTE DE PELÍCULAS DE GaInAsSb S. Echeverri, L. Tirado-Mejía*, M. de los Ríos, G. Fonthal, H. Ariza- Calderón Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, A. A. 2639, Armenia-Colombia *[email protected] El proceso de envejecimiento de películas semiconductoras puede llegar a ser un factor determinante en el desempeño de dispositivos optoelectrónicos y por esta razón es importante entender los procesos involucrados. Presentamos en este trabajo el estudio de la formación de defectos como consecuencia del envejecimiento de películas de GaInAsSb, mediante el análisis de los cambios observados en los espectros de fotoluminiscencia a bajas temperaturas, tomados a diferentes intervalos de tiempo. Se midieron seis muestras de GaInAsSb, crecidas por la técnica de epitaxia en fase líquida, ricas en Ga y Sb. Se determinó que el efecto de envejecimiento solo se da en las capas más superficiales pues al realizar ataques químicos sobre las muestras, utilizando bromo-metanol durante 25 s, se recuperó el espectro original de las muestras. El efecto que tiene el decapado en las muestras se manifiesta en los cambios observados en los espectros de fotoluminiscencia y están asociados a la remoción de defectos que se forman en la superficie por el proceso de oxidación de los componentes metálicos de la muestra.

Archivo: MC-027

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ESTUDIO DE PROPIEDADES FOTOELÉCTRICAS DE PELÍCULAS DELGADAS DE SnS Y SnS:Bi C. Calderón1*, M. Botero1, E. Banguero1, P. Bartolo-Pérez2, G. Gordillo1 1

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia 2 Departamento de Física Aplicada, CINVESTAV-IPN, Mérida, Yuc., México *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

En la actualidad las películas delgadas basadas en compuestos de Sn y S son de gran interés debido a sus aplicaciones potenciales en dispositivos fotovoltaicos y optoelectrónicos. El Sn y S son abundantes en la naturaleza, de bajo costo y mucho menos tóxicos que la mayoría de los materiales que se usan en la industria para la fabricación de celdas solares. En este trabajo se preparan películas delgadas de SnS y SnS:Bi con propiedades adecuadas para ser usadas en la fabricación de celdas solares, por una nueva técnica de sulfurización de sus precursores metálicos variando el contenido de Bi. Nosotros sustituimos átomos de Sn por átomos de Bi para inducir un cambio de conductividad de p a n en el compuesto, y así lograr en el futuro fabricar celdas solares con estructura p-SnS/nSnS:Bi in situ, lo cual disminuiría las pérdidas por recombinación en la interface y aumentaría la eficiencia de conversión del dispositivo, además de reducir el costo de fabricación de la celda solar. A las películas delgadas depositadas se les realizaron estudios de fotoconductividad de transientes bajo iluminación y decaimiento, y de fotocorriente en función de la intensidad de la luz; también se caracterizaron micro-estructuralmente con la técnica Scanning Electron Microscopy (SEM). Los estudios permitieron establecer el efecto de la incorporación de Bi en los procesos de recombinación de portadores de carga libres que afectan la fotoconductividad de las películas depositadas, e identificar los tipos de recombinación que se presentan en ellas.

, Spintrónica y Óptica.

Archivo: MC-028


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DETERMINACIÓN DEL CAMPO ELÉCTRICO Y LA RELACIÓN DE MASAS EFECTIVAS EN GaAs Y EN PUNTOS CUÁNTICOS DE InAs USANDO ESPECTROS DE FOTORREFLECTANCIA D. J. Sánchez-Trujillo1*, I. T. Figueroa-Reina1, A. D. Vélez1, J. J. Prías-Barragán1,2, A. Pulzara3, H. Ariza-Calderón1, M. López-López4 1

Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío. A. A. 2639 Armenia, Colombia 2 Programa de Tecnología en Electrónica, Universidad del Quindío. Armenia, Colombia 3 Laboratorio de Magnetismo y Materiales Avanzados, Universidad Nacional, Manizales, Colombia 4 Physics Department, Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN,México D.F, México *[email protected]

Empleando el análisis de espectros de Fotorreflectancia (FR) a temperatura ambiente, se presenta en este trabajo la determinación del campo eléctrico superficial y la relación de masas efectivas de huecos pesados y livianos en un monocristal de GaAs y en puntos cuánticos autoensamblados (PCAs) de InAs, crecidos sobre un substrato de GaAs por medio de la técnica de epitaxia de haces moleculares. Los espectros de FR fueron obtenidos en el rango espectral del infrarrojo cercano, los cuales exhibieron Oscilaciones FranzKeldysh (OFK´s), asociadas a la respuesta óptica del sustrato y oscilaciones de primera derivada, asociadas a la presencia de los PCAs. Del respectivo análisis de las OFK´s, se determinaron los efectos de los PCAs en el campo eléctrico superficial y en la relación de masas efectivas, obteniéndose un incremento en los valores del campo eléctrico y en la relación de masas efectivas calculadas.

Archivo: MC-029

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ESTUDIO DE LA ENERGÍA DE CURVAMIENTO DE LAS BANDAS EN GaAs Y EN PUNTOS CUÁNTICOS DE InAs A PARTIR DEL ANÁLISIS DE ESPECTROS DE FOTORREFLECTANCIA A. D. Vélez 1*, D. J. Sánchez-Trujillo1, I. T. Figueroa-Reina1, J. J. Prías-Barragán1,2, A. Pulzara3, H. Ariza-Calderón1, M. López-López4 1

Laboratorio de optoelectrónica, Universidad del Quindío, A.A 2460, Armenia, Colombia 2 Programa de Tecnología en Electrónica, Universidad del Quindío, Armenia, Colombia 3 Laboratorio de Magnetismo y Materiales Avanzados, Universidad Nacional de Manizales, Colombia 4 Physics Department, Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN,México D.F, México *[email protected] En este trabajo se presenta el estudio de la energía de curvamiento de las bandas en GaAs y en puntos cuánticos autoensamblados (PCAs) de InAs, a partir del análisis de espectros de fotorreflectancia (FR) a temperatura ambiente. Los PCAs fueron crecidos sobre un substrato de GaAs por medio de la técnica de epitaxia de haces moleculares, mientras que la muestra de GaAs es un monocristal comercial. Los espectros de FR fueron obtenidos en el rango espectral del infrarrojo cercano, para valores de potencia del haz modulador, variando desde 5 mW hasta 20 mW. Se utilizó como haz modulador un láser de Ar en la línea 488 nm cortado mecánicamente al valor de frecuencia de 255 Hz. Del respectivo análisis de los espectros de FR, se obtuvo la dependencia de la intensidad de FR con la potencia del haz modulador. A partir del ajuste a los datos experimentales de la variación de la intensidad de FR con la potencia del haz modulador, se logró determinar el efecto de los puntos cuánticos en el valor de la energía de curvamiento de las bandas, encontrándose que la presencia de los PCAs disminuye el valor de la energía de curvamiento.

Archivo: MC-030


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ESTUDIO DEL TIEMPO CARACTERÍSTICO DE LLENANDO DE TRAMPAS EN GaAs Y EN PUNTOS CUÁNTICOS DE InAs POR MEDIO DEL ANÁLISIS DE ESPECTROS DE FOTORREFLECTANCIA I. T. Figueroa-Reina1*, D. J. Sánchez-Trujillo1, A. D. Velez1, J. J. Prías-Barragán1,2, A. Pulzara3, H. Ariza-Calderón1, M. López-López4 1

Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, A. A.2639 Armenia, Colombia Programa de Tecnología en Electrónica, Universidad del Quindío, Armenia, Colombia 3 Laboratorio de Magnetismo y Materiales Avanzados. Universidad Nacional, Manizales, Colombia 4 Physics Department, Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN,México D.F, México *[email protected] 2

En este trabajo se presentan los resultados del estudio del tiempo de llenando de trampas (τ) en un monocristal de GaAs y en puntos cuánticos autoensamblados (PCAs) de InAs, empleando el análisis de espectros de Fotorreflectancia (FR) a temperatura ambiente. Los PCAs fueron crecidos sobre un sustrato de GaAs por medio de la técnica de epitaxia de haces moleculares, mientras que la muestra de GaAs es un monocristal comercial. Los espectros de FR fueron tomados variando la frecuencia del haz modulador para valores comprendidos desde 80 Hz hasta 3000 Hz. Del respectivo análisis de los espectros de FR, se obtuvo la dependencia de la intensidad de la señal de Fotorreflectancia con la frecuencia de modulación. A partir del ajuste de los datos experimentales de la variación de la intensidad de la señal de FR con la frecuencia de modulación, se logró determinar que la presencia de los PCAs incrementan el valor de τ.

Archivo: MC-031

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Estudio ab-initio de las propiedades estructurales del compuesto ternario Sc1-xGaxP. 1,

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W. Celin Mancera *, W. López Pérez , Rafael González-Hernández Grupo de Investigación en Física Aplicada. Departamento de Física. Universidad del Norte, A A. 1569 Barranquilla

RESUMEN En el presente trabajo hemos realizado un estudio teórico acerca de la estabilidad estructural del compuesto ternario Sc1-xGaxP (con x=0, 0.25, 0.50, 0.75 y 1.0) en las fases cristalográficas sulfuro de zinc (ZnS) y cloruro de sodio (NaCl). Para tal fin, realizamos cálculos ab-initio de energía total en el marco de la teoría de la funcional densidad (DFT) [1]. Para resolver las ecuaciones de Kohn-Sham empleamos el método de ondas planas aumentadas y linealizadas con potencial completo (FP-LAPW) [2]. Para representar los efectos de intercambio y correlación electrónica utilizamos la aproximación de gradiente generalizado (GGA) en la parametrización de Wu-Cohen (WC) [3]. De los resultados obtenidos con el potencial WC, se observó que para el intervalo de 0 ≤ x ≤ 0.25 la estabilidad relativa del compuesto Sc1-xGaxP es la fase ZnS, y para el intervalo de 0.25 < x ≤ 1 la fase más estable es la estructura NaCl; ya que existe un mínimo local para las correspondientes datos de energía total vs volumen. Los resultados estructurales también muestran una transición de fase estructural de la fase ZnS a la fase NaCl a una presión de 1.95 GPa para la concentración de Sc de 25%. Palabras Claves: DFT, LAPW, GaP.

[1] W. Kohn and L. J. Sham. Phys. Rev, 140(4A): A 1133, 1965. [2] David. J. Singh and Lars Nordstrom. Plane waves, pseudopotentials and the LAPW method.

Siringes, 2006.

[3] Z. Wu, R. E. Cohen, Phys. Rev. B 73, 235116 (2006).

*Autor correspondiente: [email protected] Sección: Física computacional de materiales.

Archivo: MC-032


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PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y ELECTRONICAS DE LOS COMPUESTOS C0.5 (Z)0.5 (Z= B, Al, Ga, In y Tl) Jhon H. Díaz F1, Miguel J. Espitia R1, 2, Jairo A. Rodríguez2. 1

Licenciatura en Física, Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. 2 Departamento de Física: Grupo de Estudio de Materiales, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá D. C. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

RESUMEN . En este trabajo presentamos resultados del cambio de las propiedades estructurales y de las bandas de energía del C a medida que se incorporan elementos de la columna III de la tabla Periódica. El estudio se realizó a partir de cálculos de primeros principios empleando la Teoría del Densidad Funcional. Los elementos que se incorporaron sustitucionalmente en la estructura fueron Z = B, Al, Ga, In y Tl en una concentración fija de 0.5. Los resultados obtenidos muestran un crecimiento de la constante de red en C0.5 (Z)0.5 sigue la misma tendencia de aumento del radio atómico del respectivo elemento. También encontramos que el crecimiento de la energía sigue la tendencia de aumento del radio covalente del respectivo elemento.

Archivo: MC-033

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Hábito de Crecimiento del Compuesto ReB2: Un Cálculo por Primeros Principio Ricardo E. Báez C 1, Jhon H. Díaz F2, Miguel J. Espitia R2* 1

2

Licenciatura en Física, Universidad Pedagógica Nacional. Bogotá D. C. Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad de Distrital Francisco José de Caldas Bogotá D .C. *Autor corresponsal: [email protected] RESUMEN

En este trabajo presentamos los resultados del estudio sobre el hábito de crecimiento del compuesto ReB2 usando cálculos de primeros principios con una base de ondas planas aumentadas y linealizadas en la versión de potencial completo (FP-LAPW) como está implementado en el código Wien2k dentro de la teoría del funcional densidad. Optimizamos el volumen en las fases CsCl, NaCl, Zincblenda y Wurtzita para encontrar la estructura más estable en el estado base y la fase que puede adoptar bajo presión, Encontramos que la estructura NaCl es la fase más estable para este compuesto binario como lo establecen las mediciones experimentales. Calculamos la estructura electrónica en el volumen de equilibrio en la fase NaCl. Encontramos que el compuesto tiene un comportamiento metálico y posee gran dureza y por tanto puede ser utilizado con un conductor duro.

Archivo: MC-034


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ESTUDIO DEL EFECTO DEL SOLVENTE EN LOS ESPECTROS DE ABSORCIÓN Y EMISIÓN DE DOS ESTRUCTURAS DERIVADAS DEL BENZOXAZOLE R. Carrasquilla1 y O. Neira1 1

Depertamento de Física: Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia [email protected] RESUMEN .

Se describen las características espectrofluorimétricas de dos estructuras pertenecientes a la familia de los benzoxazoles, la 2-(2’-hydroxyphenyl)benzoxazole y la 2-(2’-hydroxyphenyl -4-cyano)benzoxazole . Los compuestos estudiados presentan espectros de absorción con máximos en la región del UV-VIS y se quiere estudiar la modificación en la posición de los máximos tanto de absorción como de emisión en función del disolvente al variar la polaridad del mismo. Para ello se corrieron cálculos utilizando algoritmos computacionales contenidos en el paquete de programa Gaussian 09, desde la perspectiva dada por el enfoque de la Teoría de los Funcionales de la Densidad, con la funcional híbrida B3LYP y el conjunto de funciones 6-31+g(d). Se probaron diferentes métodos de solvatación y los resultados se compararon con algunos datos reportados experimentalmente co el fin de validar el modelo teórico empleado.

Archivo: MC-035

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EFECTOS DE PRESIÓN HIDROSTÁTICA Y UN LÁSER INTENSO SOBRE LA ENERGÍA DE ENLACE DE UNA IMPUREZA HIDROGENOIDE EN UN PUNTO CUÁNTICO DE GaAlAs/GaAs A. Miguez1*, R. Franco1, J. Silva-Valencia1 1

Universidad Nacional de Colombia-Sede Bogotá-, Departamento de Física: Grupo de Física de sistemas correlacionados. *[email protected]

Calculamos la energía de enlace de una impureza hidrogenoide, donadora y aceptora, centrada en un punto cuántico (QD) esférico de GaAs-Ga(1-x)AlxAs, bajo los efectos combinados de presión hidrostática isotrópica y un haz láser intenso. Empleamos el método variacional, dentro de la aproximación de masa efectiva. La energía de enlace es calculada en función de la presión hidrostática, el radio del QD y la amplitud del campo láser. Los resultados muestran que la energía de enlace de la impureza disminuye con la amplitud del láser, y se incrementa con la presión, cuando otros parametros permanecen fijos. También se determinó que los efectos de la presión son más pronunciados para impurezas donadoras que para aceptoras, especialmente para puntos cuánticos con radios pequeños.

Archivo: MC-036


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CARACTERIZACIÓN DE CRISTALES FOTORREFRACTIVOS MEDIANTE LA TÉCNICA DE HOLOGRAMAS MÓVILES FRINGE-LOCKED Héctor Lorduy G., Ángel Salazar Grupo de Óptica y Espectroscopía (GOE), Centro de Ciencia Básica, Universidad Pontificia Bolivariana, A. A. 56006, Cq 1 70-01, Laureles, Medellín, Colombia

En los cristales fotorrefractivos, un patrón de iluminación periódico producido por la interferencia de dos haces coherentes genera en el material un campo de carga espacial que induce una variación del índice de refracción por efecto electro-óptico lineal conocida como red de índices u holograma fotorrefractivo. Dichos hologramas son dinámicos por naturaleza dado que los haces que forman la red son difractados por esta misma en el proceso de formación. En los hologramas móviles fringe-locked, la acción de un campo eléctrico externo aplicado al cristal hace que la diferencia de fase entre los haces transmitido y difractado a la salida del cristal sea modificada. Un ciclo opto-electrónico de retroalimentación corrige la diferencia de fase manteniéndola en su valor de equilibrio (sin campo aplicado). Esta condición obliga al holograma a moverse con una rapidez que depende del grado de desajuste y de diferentes parámetros experimentales. En este trabajo se ilustra el uso de la técnica de hologramas móviles fringe-locked para determinar la longitud de difusión, la longitud de apantallamiento, la eficiencia cuántica, y el coeficiente de campo efectivo en un material fotorrefractivo Bi12TiO20 (BTO). La estimación de los parámetros se obtiene mediante un proceso de ajuste de la eficiencia de difracción experimental y teórica, como función del campo aplicado y la rapidez del holograma. Los resultados obtenidos muestran estar en un buen acuerdo con los reportados en la literatura.

Archivo: MC-037

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SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE NANOPARTÍCULAS DE PLATA (AgNPs) FUNCIONALIZADAS CON PÉPTIDOS DE CISTEINA Y.A. Prada-Vargas1*, E. Mejía-Ospino1, J. Gómez1, R.Torres-Saez2, 1

Laboratorio de Espectroscopia Atómica y Molecular (LEAM) Universidad Industrial de Santander 2 Laboratorio de Bioquímica e Ingeniería de Proteínas Universidad Industrial de Santander Bucaramanga, Colombia * [email protected]

RESUMEN La obtención, caracterización y funcionalización de nanopartículas (NPs) metálicas es actualmente objeto de múltiples investigaciones debido a sus aplicaciones en áreas como la medicina, bioquímica, ciencias ambientales, espectroscopia, entre muchos otros. Estos materiales de dimensiones nanométricas presenta propiedades ópticas, eléctricas, magnéticas, catalíticas, espectroscópicas y antimicrobiales, diferentes respecto a un material de mayor tamaño con la misma composición; propiedades que dependen de sus dimensiones y morfología. Las AgNPs fueron obtenidas mediante reducción química con citrato trisodico en presencia de agentes estabilizantes como alcohol polivinilico (PVA) y dodecil sulfato de sodio (SDS); y por ablación laser de placas de plata metálicas, usando un laser pulsado de Nd:YAG Quanta-Ray, operado a una longitud de onda de 532 nm. Las AgNPs obtenidas se funcionalizaron con péptidos de cisteína, utilizando dos métodos de agregación: el primero por adición del péptido a las AgNPs previamente obtenidas y el segundo mediante la obtención y funcionalización in situ de las nanopartículas bajo condiciones de pH y temperatura controladas. Tanto las AgNPs como las NPs funcionalizadas fueron caracterizadas por Microscopia Electrónica de Transmisión (TEM), Microscopia de Fuerza Atómica (AFM) y Espectroscopia Ultravioleta-Visible. Adicionalmente, las nanopartículas funcionalizadas fueron sometidas a Análisis Termogravimétrico (TGA). Las NPs funcionalizadas con péptidos pueden ser utilizadas como transportadores de fármacos y de otras moléculas activas, Las AgNPs tiene atributos biomédicos debido a su alta actividad antibacteriana por lo cual es de vital importancia su estudio e investigación.

MC-038 Palabras Clave: Nanopartículas plata,Archivo: reducción química, ablación laser, péptidos funcionalizados.


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NONLINEAR OPTICAL RECTIFICATION OF A SINGLE ELECTRON IN QUANTUM RINGS UNDER HYDROSTATIC PRESSURE AND APPLIED MAGNETIC FIELD R. L. Restrepo 1, C. A. Duque 2* 1

Grupo de Física Teórica y Aplicada, Escuela de Ingeniería de Antioquia, AA 7516, Medellín, Colombia 2 Instituto de Física: Grupo de Materia Condensada-UdeA, Universidad de Antioquia, AA 1226, Medellín, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

The effects of hydrostatic pressure and applied magnetic field on a single electron in a GaAs quantum rings are studied under the density-matrix formalism and the effective mass approximation. The electronic states energies are calculated as a function of the geometry of the rings (inner and outer radius and height) and the magnetic fields strength. The nonlinear optical rectification is also studied as a function of the hydrostatic pressure and the applied magnetic field. The results show that the resonant peak of the nonlinear optical rectification can be red or blue shifted by external probes such as hydrostatic pressure, applied magnetic field, and the confinement strength.

Archivo: MC-039

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HYDROSTATIC PRESSURE EFFECTS AND ELECTRIC FIELD EFFECTS ON THE INTERSUBBAND OPTICAL ABSORPTION IN DELTA-DOPED FIELD EFFECT TRANSISTORS J. C. Martínez-Orozco1, M. E. Mora-Ramos 2, C. A. Duque 3* 1

Unidad Académica de Física, Universidad Autónoma de Zacatecas, ZAC, México Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma del Estado de Morelos, CP 62209, Cuernavaca, MOR, México 3 Instituto de Física: Grupo de Materia Condensada-UdeA, Universidad de Antioquia, AA 1226, Medellín, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] 2

.

Linear and nonlinear optical absorption related to intersubband electron transitions in a non-symmetric delta-doped field effect transistor potential energy profile under the combined effects of hydrostatic pressure and in-growth direction applied electric field are calculated. The Thomas-Fermi approach is used to describe the conduction band bending due to the many-body effects within the Hartree approximation. The model potential energy function of the structure is then included in a Schrödinger-like effective mass equation to evaluate the single particle states. The study limits to include a two-level (ground and first excited) scheme of transitions, which allows to obtained the linear [α(1)] and the non-linear [α(3)] contributions to the light absorption coefficient. The expressions for α are the usual derived within the density-matrix theory. The influence of hydrostatic pressure is introduced via the dependence of the main input parameters (effective mass, dielectric constant, Schottky contact potential, and barrier width) upon this quantity.

Archivo: MC-040


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ELECTRIC FIELD EFFECTS ON THE NONLINEAR OPTICAL PROPERTIES RELATED TO INTERSUBBAND TRANSITIONS IN DELTA-DOPED FIELD EFFECT TRANSISTORS J. C. Martínez-Orozco1, M. E. Mora-Ramos 2, C. A. Duque 3* 1

Unidad Académica de Física, Universidad Autónoma de Zacatecas, ZAC, México Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma del Estado de Morelos, CP 62209, Cuernavaca, MOR, México 3 Instituto de Física: Grupo de Materia Condensada-UdeA, Universidad de Antioquia, AA 1226, Medellín, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] 2

.

Optical properties such as second-order nonlinear rectification and second and third harmonic generation are theoretically studied in semiconducting systems bearing the nonsymmetric delta-doped field effect transistor potential energy profile. Calculation of electron states is performed within the effective mass and envelope function approximation. The delta-doped quantum well is modeled along the lines of the local density ThomasFermi approximation, whereas the depletion approximation, together with a Schottky-type metal-semiconductor contact, is used to describe the potential barrier region. The electric field is considered in growth direction of the heterostructure. The results show that the applied electric field can be used to red-shift and blue-shift the main nonlinear optical properties.

Archivo: MC-041

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CONFIGURACIÓN DE VORTICES EN UN DISCO SUPERCONDUCTOR CON DEFECTOS METÁLICOS EN SU SUPERFÍCIE José José Barba Ortega Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá Email del Autor correspondiente: [email protected] Usando el método de variables de enlace, implementamos un algoritmo para resolver las ecuaciones Ginzburg-Landau dependientes del tiempo (TDGL) en un disco superconductor con defectos metálicos en su superficie. Los defectos metálicos son simulados por medio de la longitud de extrapolación de deGennes haciendo pequeñas perturbaciones en la superficie del disco. Evaluamos la configuración de vórtices, magnetización, vorticidad y energía libre de Gibbs en función del campo magnético aplicado. Encontramos que para cuatro defectos localizados simétricamente obtenemos una configuración cuadrada de vórtices dentro del disco para un determinado valor de campo magnético, configuración no común en dichas geometrías. Mostramos además que el primer campo crítico termodinámico disminuye mientras el segundo campo permanece prácticamente constante comparando los resultados con los hallados para una superficie sin defectos. Estos defectos rompen la simetría de la muestra permitiendo la nucleación de los vórtices.

Archivo: MC-042


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SUPERCONDUCTIVIDAD COMO UN ROMPIMIENTO ESPONTÁNEO DE SIMETRÍA (RES) *

Wilder Daza, Camilo Fonseca, Diego Gallego

Escuela de Física: Grupo de Física Teórica y Computacional, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja, Colombia. * [email protected]

RESUMEN .

Se estudian algunas consecuencias generales del Rompimiento Espontáneo de la Simetría para una teoría invariante bajo simetría U(1) local. Se encuentran que las propiedades que definen un superconductor genérico, a decir: efecto Meissner, conductividad infinita, entre otros, pueden ser descritas, aún a nivel cuantitativo, como un resultado de este rompimiento. Los resultados presentan la base conceptual que motiva la construcción y estudio de teorías holográficas de gravedad, que presentan RES en una simetría U(1) gauge, útiles en la modelación a través de la dualidad Gauge/Gravedad de sistemas superconductores con alta temperatura crítica.

Archivo: MC-043

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Función de Wigner en sistemas de qubits superconductores en el régimen de acoplamiento ultrafuerte John F. Rodríguez, Ferney J. Rodríguez y Luis Quiroga 1

Departamento de Física, Universidad de los Andes, A.A. 4976 Bogotá, D.C., Colombia *[email protected] RESUMEN .

En los últimos años sistemas de materia condensada han ofrecido una alternativa interesante a la implementación tradicional átomo-cavidad para la interacción radiaciónmateria. Experimentos recientes han demostrado clara evidencia espectroscópica de que un qubit Josephson de carga, acoplado a una línea de transmisión superconductora se comporta como un átomo en una cavidad. Con este tipo de sistemas conocidos como qubits superconductores se pueden estudiar no solo efectos análogos a los encontrados en Óptica Cuántica de átomos de dos niveles interactuando con un solo modo del campo electromagnético cuantizado, sino que también se pueden explorar nuevos regímenes de fuerte acoplamiento. Estos sistemas son capaces de acceder a valores de acoplamiento y detuning fuera del régimen en el que la aproximación de onda rotante (RWA) es válida. En este trabajo se presentan resultados analíticos y numéricos de la dinámica de sistemas de qubits superconductores mas allá de la RWA, se muestra como a partir de la única simetría encontrada en el Hamiltoniano de Jaynes-Cummings sin RWA, la conservación de la paridad, es posible simplificar la dinámica del sistema y como gracias a esta simetría es posible encontrar una estrecha relación entre la función de Wigner y el valor medio de la energía del sistema.

Archivo: MC-044


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Charge transfer magnetoexciton at vertically coupled nanorings J. M. García-Díaz1, J. Sierra-Ortega1*, G. Elizabeth Escorcia-Salas1 and I. D. Mikhailov2 1

Group of Investigation in Condensed MatterTheory, Universidad del Magdalena, Santa Marta, Colombia 2 Universidad Industrial de Santander, A. A. 678, Bucaramanga, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

We analyze the low-lying energy levels of a charge transfer exciton at vertically coupled coaxial nanorings in the presence of the external magnetic field applied along the axis. In order to assess the experimentally relevant domain of parameters, we adopt a model of a narrow ring for which the 3D wave equation can be reduced in the adiabatic approximation to a simpler 1D model describing a circular rotation of particles with renormalized parameters depending on the morphology of the actual heterostructure. The energies as functions of the threaded magnetic field are calculated and the effect of the nanoring’s morphology and dimension on the Aharonov-Bohm (AB) oscillations, related to the difference between the electron and the hole masses is analyzed.

Archivo: MC-045

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ANÁLISIS DE FOTOLUMINISCENCIA EN TITANATOS DE ZINC DOPADO CON Mg. Donaldo César Caballero Maldonado1*, Julio Mass Varela1, O. Martínez 2 1

Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad del Norte, Barranquilla 2 Departamento de Física de la Materia Condensada: Universidad de Valladolid, Valladolid *Email del Autor correspondiente: [email protected]

EL RESUMEN DEL TRABAJO. .

En el presente trabajo se analiza el comportamiento de la fotoluminiscencia en titanatos de zinc dopado con magnesio, sintetizado mediante la técnica de la reacción del estado sólido. Los titanatos de zinc con estructura espinela obtenidos, muestran un aumento en la luminiscencia en el rango del rojo con el incremento en la concentración de Mg a temperatura ambiente. El análisis de la evolución de los espectros en función de la temperatura de 80 a 300 K, sugieren que la intensa luminiscencia en el rojo es originado por transiciones a nivel profundo en el intervalo de energía prohibida.

Archivo: MC-046


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ESPECTRO ENERGÉTICO DE UN ELECTRÓN EN DOBLE NANOHILO COAXIAL W. L. Vega - Vargas1, H. Paredes Gutierrez1 Escuela de Física: Grupo de Física Computacional de Materia Condensada (FICOMACO), Universidad Industrial de Santander, A. A. 678, Bucaramanga, Colombia. *Email:[email protected] 1

RESUMEN

Se estudia el espectro energético de un electrón en dos nanotubos coaxiales de GaAs/Ga(Al)As, en la presencia de un campo magnético homogéneo y dirigido a lo largo del eje de simetría. Debido a la simetría de la estructura la ecuación de Schrödinger para éste modelo es de variable separable y las soluciones para la energía y las funciones de onda pueden ser encontradas en forma exacta. La solución para la función de onda exacta puede ser expresada en forma de una combinación lineal de funciones hipergeométricas, mientras que los valores de la energía se encuentran de las raíces de la ecuación trascendente expresadas en términos de las mismas funciones. Como método alternativo para resolver la parte radial de la ecuación de Schrödinger ha sido considerado el método numérico de barrido trigonométrico. Para analizar las dependencias de los niveles energéticos se calcularon las energías de los primeros diez niveles en función del campo magnético, de los anchos de los nanotubos interno y externo y de la distancia entre ellos. En las curvas de los niveles energéticos en función de la intensidad de campo magnético se observan las intersecciones entre las curvas acompañadas con intercambio de las posiciones de los niveles y las oscilaciones de la energía del estado base y el efecto Aharonov-Bohm (AB). Palabras Claves: Espectro energético, método barrido trigonométrico, nanotubos. ABSTRACT

We study the energy spectrum of an electron confined in two coupled coaxial nanotubes of GaAs/Ga(Al)As, in the presence of a homogeneous magnetic field applied along the axis of symmetry. Due to the structure symmetry the variables in the Schrödinger equation can be separate and the energies and wave functions can be found exactly. The exact wave functions are expressed in the form of a linear combination of hypergeometric functions, while the energies are found as roots of a transcendent equation expressed in the terms of the same functions. As alternative method for solving the radial part of the Schrödinger equation has been considered the numerical trigonometric sweep method. We present the result the calculation that allows us to analyze quantum-size effect on the energy spectrum related with variation of widths of the internal and external nanotubes and the separation between them. To analyze the dependencies of the energy levels on the geometric parameters and magnetic field strength the energies of the first ten levels as functions of the magnetic field, the widths of the inner and outer nanotubes and the distance between them are calculated. The results exhibit highly sensitive of the energies to the number of points used in the calculation. The curves of the energy levels as a function of magnetic field strength are observed the intersections between the curves accompanied by exchange of the positions and the oscillation of ground-state energy and Aharonov-Bohm effect.

Archivo: MC-047

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CARACTERIZACIÓN TÉRMICA DE MATERIALES POROSOS MEDIANTE LA TÉCNICA FOTOACÚSTICA P. A. Leal 1, D. G. Rodriguez 1*, J. A. Cardona-Bedoya 1, M. I. Delgado 1, A. E. Florido1 , A. Calderón 2 1

Departamento de Física: Grupo de Investigación en Materiales Semiconductores y Superiónicos, Universidad del Tolima 2 Centro de Investigaciones en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada CICATA-IPNMéxico * [email protected] En este trabajo se estudio y caracterizo algunas propiedades térmicas de uno de los materiales más abundantes en la tierra como lo es el silicio, del cual se obtiene el silicio poroso y se analizo por medio de la técnica fotoacústica. Lo primero que debemos hacer es para crear el silicio poroso, es en una celda de teflón con una solución de acido fluorhídrico (40 % de concentración), al cual aplicamos una corriente por medio de una fuente eléctrica conectada a dos electrodos uno de silicio y el otro de platino. Donde obtuvimos la capa porosa de silicio; podemos estudiar algunas propiedades térmicas como lo son la conductividad térmica, calor específico, la difusividad térmica y efusividad térmica por medio de la técnica fotoacústica.

Archivo: MC-048


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AUSENCIA DE MAGNETISMO EN LA ADSORCION E INCORPORACION DE ATOMOS DE Cu SOBRE LA SUPERFICIE GaN(0001) César Ortega López1*, Javier Nieto Lenes1, Jairo Arbey Rodriguez2 1

Departamento de Física y Electronica: Grupo Avanzado de Materiales y Sistemas Complejos GAMASCO, Universidad de Cordoba, Montería 2 Departamento de Física: Grupo de Estudio de Materiales GEMA, Universidad Nacional de Colombia, Bogota *Email del Autor correspondiente: [email protected] – [email protected] Se ha reportado ferromagnetismo a temperatura ambiente, en la implementación de Cu en GaN [Jong-Han Lee et al, Applied Physics Letters 90, 032504 (2007]. Por otro lado, algunos cálculos de primeros principios muestran que el ordenamiento ferromagnético de Cu en GaN, forma un semiconductor magnético diluido, a pesar de que el Cu es no magnético en su fase natural [B. Xu et al, Journal of Applied Physics 105, 103701 (2009)].

En este trabajo presentamos cálculos de energía total para analizar la adsorción e incorporación de cobre en la superficie GaN(0001). Encontramos que ninguna de las reconstrucciones resultantes, para diferentes concentraciones de átomos adsorbidos o incorporados, presenta comportamiento magnético. Estos resultados son sorprendentes e inesperados, dados los antecedentes de este tipo de contacto. Para estudiar el modelo de adsorción más favorable se consideran los sitios especiales T1, T4, H3 y Br. Se encuentra que la estructura energéticamente más favorable corresponde al modelo 1Cu-H3 Para la incorporación de Cu en la superficie, las impurezas de cobre prefieren, en las diferentes concentraciones, las sustituciones de los sitios de Ga en las bicapas superiores de la superficie, indicando que es poco probable una migración de Cu hacia el volumen de GaN. Los cálculos se realizan usando el método del pseudopotencial-ondas planas dentro de la teoría del funcional de la densidad (DFT). Para la descripción de la interacción electrónelectrón se emplea la aproximación del gradiente generalizado (GGA).

Archivo: MC-050

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EFFECTS OF APPLIED MAGNETIC FIELD AND HYDROSTATIC PRESSURE ON THE GROUND AND EXCITED ELECTRON AND HOLE STATES, IN CYLINDER GaAs/Ga1−xAlxAs QUANTUM DOTS

D. Meneses-Gustin*, N. Porras-Montenegro Departamento de Física, Universidad del Valle *[email protected]

In this work we have studied the effects of an applied magnetic field and hydrostatic pressure on the electron, heavy and light holes states in a cylinder GaAs/Ga1−x AlxAs quantum-dot. As expected, for higher confinement regime, the applied magnetic field does not matter for the carrier ground and excited energy levels, whereas for lower confinement this probe greatly determines their corresponding energy. On the other hand, we have found that when a hydrostatic pressure is applied on quantum dot, the ground state energy of electron decrease, while the ground state energy of the heavy hole increases. Besides, we also studied the transition energy from the electron states to the hole levels as a function of an applied magnetic field and hydrostatic pressure. We have found that the magnetic field splits the degenerate energy levels, and the transition energy increase with the hydrostatic pressure. In our case we considered a configuration where the magnetic field is applied in the growth direction of the quantum dot.

Archivo: MC-051


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SUSTITUCIONES DE Ga POR Al EN LOS COMPUESTO TIERRA RARA XGa2 Juliet Dita Casiano1*, Diego Rasero Causil1, Luis Sanchez Pacheco1 1

Departamento de Física y Electronica: Grupo Avanzado de Materiales y Sistemas Complejos GAMASCO, Universidad de Cordoba *Email del Autor correspondiente: [email protected] – [email protected]

En este trabajo se estudia el efecto de las sustituciones de Ga por Al en las propiedades estructurales y electrónicas de los compuestos tierras raras XGa2 (X=Pr, Ho, Dy y Tb) en la estructura hexagonal, tipo AlB2. Los cálculos se realizan, usando un cálculo de primeros principios dentro del marco de la teoría del funcional de la densidad (Density Functional Theory, DFT) y el método ondas planas aumentadas y linealizadas en la versión de potencial completo (Full Potential Linearized Augmented Plane Waves, FP-LAPW) como se implementa en el código WIE2k. Los efectos de correlación e intercambio se tratan usando la aproximación de gradinte generalizado (Generalized Gradient Approximation, GGA) of Perdew, Burke y Ernzerhof (PBE) y PBE0. A partir de la densidad de estados (DOS), se encuentra que los compuestos presentan comportamiento metálico y exhiben propiedades magnéticas, debidas principalmente a la polarización de espín de los orbitales fX del elemento tierra rara.

Archivo: MC-053

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TRANSICIONES DE FASE INDUCIDAS POR PRESIÖN EN LAS SUPERREDES GaN/RuN Gladys Casiano Jimenes1*, Franklin Peniche Blanquiceth1, César Ortega López1 1

Departamento de Física y Electronica: Grupo Avanzado de Materiales y Sistemas Complejos GAMASCO, Universidad de Cordoba *Email del Autor correspondiente: [email protected]

En este trabajo presentamos un estudio de primeros principios para determinar las transiciones de fases inducidas por presión en las superredes 1x1-GaN/RuN(0001). Los cálculos se realizan usando la teoría del funcional de la densidad (Density Functional Theory, DFT) y el método ondas planas aumentadas y linealizadas en la versión de potencial completo (Full Potential Linearized Augmented Plane Waves, FP-LAPW) como se implementa en el código WIE2k. Los efectos de correlación e intercambio se tratan usando la aproximación de gradinte generalizado (Generalized Gradient Approximation, GGA) of Perdew, Burke y Ernzerhof (PBE). Para determinar los mejores parámetros, en las estructuras wurtzita, NaCl y Zinc-blenda, se optimiza la energía total como una función de: i) el volumen de la celda unitaria y ii) la razón c/a. La presión de transición, se determina mediante las curvas de Entalpía vs Presión. Además, se analizan las propiedades electrónicas. A través de las densidades de estados, se encuentra que las superredes presentan un comportamiento metálico debido, principalmente, a la contribución de los orbitales d-Ru, al nivel de Fermi. Así este material podría ser útil como un posible contacto para el GaN. Un posible dispositivo semiconductor-metal-semiconductor o semiconductormetal podría ser diseñado con estas geometrías.

Archivo: MC-054


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QUANTUM HYSTERESIS IN THE QUENCHED DICKE MODEL O. L. Acevedo1*, F. J. Rodríguez1, L. Quiroga1 and N. F. Johnson2 1

Departamento de Física, Universidad de los Andes, A. A. 4976, Bogotá, Colombia 2 Physics Department, University of Miami, Coral Gables, FL 33124, U.S.A. *[email protected]

We present results of quantum hysteresis on fidelities and entropies for finite size Dicke Models (DM) under cyclic evolutions of the coupling parameter. We find signs of the Quantum Phase Transition (QPT) that would occur in the thermodynamic limit since the behavior of the variables show significant changes when the approximate critical value of the coupling parameter is crossed. In opposition to most works on DM, we work out a dynamical crossing of the QPT instead of just studying its static aspects. The hysteresis effects we find are dependent on several parameters, like the size of the qubits subsystem, the specific subsystem being analyzed, the kind of cycle undergone by the coupling parameter, and, very especially, the rate of change at which the cycle is performed. Contrary to what one would expect from an adiabatic change point of view, the hysteresis on fidelities is quite higher for slowly changing coupling parameters. We also explore some possible purification effects over specific subsystems, i.e., the occasional result that, once the cycle is performed, the final state of a finite qubit subsystem could have a higher purity as compared with the initial one. Finally, possible condensed matter scenarios where these effects could be observed are addressed.

Archivo: MC-055

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ENCODED IMAGES UTILIZING GYRATOR TRANSFORM AND CHAOTIC RANDOM PHASE MASKS Sandra M. Daza1* y C. O. Torres2 1Estudiante Maestría en Ciencias Físicas SUE Caribe Universidad Popular del Cesar. Valledupar-Colombia. 2Grupo LOI, Universidad Popular del Cesar. Valledupar-Colombia. *[email protected] RESUMEN Desde que Réfrégier y Javidi propusieron la técnica de codificación de fase doblemente aleatoria, esta ha sido ampliamente utilizada en el campo de la seguridad de la información; en años recientes, el cifrado digital y óptico de imágenes con marca de agua ha llegado a ser un campo interesante de investigación para la protección de datos. La técnica de marca de agua digital es una nueva y efectiva técnica de seguridad de datos contra el grave problema de distribución digital ilegal. Algoritmos ópticos y digitales de marca de agua en imágenes han sido investigados y reportados en años recientes; en esta investigación, se presenta un nuevo método para codificación de imágenes digitales utilizando la transformada gyrator y mapas caóticos; el método de codificación de marca de agua en esta técnica está basado en mascaras de fase aleatoriamente caóticas, simulaciones numéricas son presentadas para verificar la validez de la técnica y una implementación óptica es propuesta. Palabras claves: Cifrado de imágenes, descifrado, Transformada Gyrator, codificación con marcas de agua, mapas caóticos. ABSTRACT Since Réfrégier and Javidi proposed the double-random phase encoding technique, it has been widely used in the field of information security; in recent years, optical image encryption and digital image watermarking has become an interesting field of research for the protection of copyright of data. Digital watermarking technique is a new and effective data security technique against the serious illegal digital distribution problem, optical and digital. Algorithms of image watermarking have been researched and reported in recent years; in this paper, we present a new method for digital image encoding using gyrator transform and chaotic maps; the watermark encoding method in the proposed technique is based in the chaotic random phase masks, the input two-dimensional image to be encrypted with the gyrator transformed and two random phase masks, computer simulations are presented to verify the validity of the technique and optical implementation is proposed.

Archivo: MC-056


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SUCEPTIBILIDAD A.C. Y MAGNETIZACIÓN EN ALEACIONES AMORFAS MAGNÉTICAS BLANDAS DE FeCoNbBSiCu

A. Orozco1*, Z. Caamaño1, A. Rosales2 1

Programa de Física: Grupo de Ciencia y Caracterización de Materiales, Universidad del Atlántico, Barranquilla, Colombia 2 Departamento de Física y Química: Grupo de Magnetismo y Materiales Avanzados, Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

Las aleaciones magnéticas blandas basadas en FeCo han sido muy estudiadas debido fundamentalmente a las excelentes propiedades magnéticas blandas que presentan incluso por encima de la temperatura ambiente. Las interesantes propiedades magnéticas blandas de este tipo de aleaciones permiten que éstas puedan ser utilizadas en aplicaciones tecnológicas a altas temperaturas y altas frecuencias, a diferencia de las aleaciones magnéticas convencionales basadas en Fe. Sin embargo, hasta el momento aún no han sido reportados estudios de susceptibilidad magnética a.c. para aleaciones magnéticas blandas del sistema Fe72-xCoxNb6B11Si10Cu1 (para x = 30, 35 y 40 at. % de Co); es por ello, que en este trabajo se presenta un estudio de la susceptibilidad a.c en función de la frecuencia y la longitud, en la aleación magnética amorfa de composición Fe37Co35Nb6B11Si10Cu1 (x = 35). Se varió la frecuencia en un rango entre 10 Hz y 5 KHz, y la longitud entre 10 mm y 4 mm con una amplitud constante de alrededor de 1 Vrms, variando el campo magnético entre -74 y 74 Oe. También, se registraron curvas de histéresis magnética para las diferentes composiciones de estudio del sistema Fe72-xCoxNb6B11Si10Cu1 (para x = 30, 35 y 40 at. % de Co), con el fin de evidenciar el comportamiento magnético blando de la aleación y estimar los valores de magnetización de saturación al variar el contenido de Co. Las muestras fueron obtenidas en su estado amorfo por la técnica de Melt-Spinning. Tanto las medidas de susceptibilidad a.c. como las de magnetización fueron realizadas a temperatura ambiente.

Archivo: MC-057

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RELAJACIÓN PROTÓNICA EN EL COMPOSITO NANOESTRUCTURADO ADP-KDP-TiO2 R. Castillo1*, M. Chacón1, R. A. Vargas1, J. Castillo2, P. R. Bueno3 1

Departamento de Física: Grupo de Transiciones de Fase en Sistemas no Metálicos, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali Colombia 2 Programa de Física: Grupo de Materiales Magnéticos & Nanoestructuras, Universidad del Quindío, A.A. 460, Armenia Colombia 3 Universidade Estadual Paulista. Instituto de Química, UNESP-Araraquara, Brasil *Email: [email protected] Resumen

Se ha estudiado las propiedades dieléctricas y su conductividad protónica de la nanocomposita ADP-KDP-TiO2, usando espectroscopía de impedancias compleja en el rango de frecuencias de 40 Hz a 12 MHz y en un rango de temperatura de 30 a 240 ºC. La dependencia con la frecuencia de los datos de impedancia han sido modelados con un circuito equivalente que representa la respuesta eléctrica tanto del volumen como de las fronteras de grano de la muestra. Los fenómenos de relajación eléctrica obsevados se han estudiado usando los formalismos del Módulo y Permitividad eléctrica. Los datos se han ajustado a una función no simétrica dada por el modelo KWW

! (t) = exp(!(t / " )# ) , donde β es un parámetro

entre 0 < β < 1, el cual índica las correlaciones del sistema. La dependencia con la frecuencia de la parte real de la conductividad presenta una ley de potencias, bien descrita por la “Ley universal de relajación” de Jonscher

! = ! 0 (1 + (" / " p )n )

con n + β = 1. Se ha encontrado que el parámetro β presenta cambios importantes alrededor

de la temperatura de transición de 220 ºC asociada a procesos de deshidratación, de acuerdo a medidas de DSC y TGA. Los parámetros obtenidos de los ajustes β, ω y n presentan comportamientos similares lo cual indica que los mecanismos asociados a los diferentes procesos de relajación son los mismos. Palabras claves: Relajación eléctrica, Nanocompositas protónicas, KWW, Dominio en el tiempo y frecuencias.

Abstract The dielectric and proton conductivity properties of ADP-KDP-TiO2 nanocomposite system have been studied by means of impedance spectroscopy measurements in the 40 Hz - 12 MHz frequency range and in the 30 - 240ºC temperature region. The frequency dependence of the impedance data has been modeled by equivalent circuit representating both the bulk and grain boundary properties of the sample. The observed electrical relaxation phenomena have been studied using the complex electric modulus and permittivity #

spectra formalisms. A KWW relaxation function of the form ! (t) = exp(!(t / " ) ) is used to fit the data, where the exponent β varies between 0 < β < 1, and is related to correlations in the ionic system. The real part of the conductivity shows a power-law frequency dependence, which is well described by the Jonscher’s expression

! = ! 0 (1 + (" / " p )n )

in the frequency domain where n + β = 1. It has been found that the

parameter β has important changes around the transition temperature of 220 °C associated with dehydration processes, according to DSC and TGA measurements. The parameters obtained from the fittings, that is β, ω n exhibit similar behavior indicating that the mechanisms associated with different relaxation processes are the same. Keywords: Electrical relaxation, Protonic nanocomposites, Time and frequency domains. Archivo:KWW, MC-058


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INFLUENCIA DE LA SEGREGACIÓN EN LAS PROPIEDADES ÓPTICAS DE POZOS CUÁNTICOS SEMICONDUCTORES III-V I. Delgado, J. A. Cardona Bedoya*, A. E. Florido, M., H. Celemin Sánchez Departamento de Física: Grupo de Investigación en Materiales semiconductores y superiónicos, Universidad del Tolima *E-mail : [email protected] RESUMEN Durante el crecimiento de pozos cuánticos III-V por la técnica de epitaxia de haces moleculares, la segregación de átomos de la columna III en el compuesto da como resultado interfaces no abruptas y composiciones diferentes en la superficie del material en bulto. Este efecto modifica los estados electrónicos en el pozo cuántico y la energía de emisión. Usando un pozo cuántico tipo Gauss negativo, se ha resuelto analíticamente la ecuación de Schrödinger considerando la segregación de átomos en el proceso de crecimiento, las energías de transición se calculan a partir de las diferencias de energía de los electrones y los huecos en función de la eficiencia de la segregación.

Archivo: MC-059

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ESTUDIO XPS DE CELDAS SOLARES BASADAS EN CuInS2, CON CAPAS BUFFER DE ZnS E In2S3 DEPOSITADAS QUÍMICAMENTE G. Gordillo1*, M. Hurtado2, J.S. Oyola1, W. Vallejo2, C. Calderón1, P. Bartolo-Pérez3 1

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Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia Departamento de Química, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia 3 Departamento de Física Aplicada, CINVESTAV-IPN, Mérida, Yuc., México *Email del Autor correspondiente: [email protected]

En este trabajo se estudia por x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) la influencia de las condiciones de crecimiento sobre la química de la superficie y sobre la homogeneidad en la composición química de películas delgadas de CuInS2 (CIS) preparadas por co-evaporación de precursores en un proceso de dos etapas. También se estudia a través de medidas de perfiles de profundidad Auger Electron Spectroscopy (AES) la composición elemental y el comportamiento de celdas solares con estructura SLG/Mo/CIS/buffer/ZnO. Se encontró usando la técnica XPS que la temperatura de crecimiento y la relación masa de Cu evaporada a masa de In evaporada (mCu/mIn) afecta la fase en la cual crece el compuesto CIS. Las películas depositadas por co-evaporación contienen principalmente la fase CuInS2, sin embargo, se identificaron adicionalmente fases secundarias como In2S3 y Cu2S en la superficie de las películas de CIS depositadas a temperaturas mayores que 550 ºC o relaciones mCu/mIn mayores o menores que 0,5. Las medidas de perfiles de profundidad AES obtenidas de la sección transversal de la heterojuntura SLG/Mo/CIS/buffer/ZnO presentan evidencia de difusión de Cu a través de las diferentes capas que conforman el dispositivo, como también de la formación de una capa de MoS2 en la interface Mo/CIS. Además se realiza un estudio comparativo del desempeño de las celdas solares basadas en CIS fabricadas usando diferentes capas buffer de ZnS e In2S3 depositadas por CBD.

Archivo: MC-060


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CARACTERIZACIÓN DE FASES MINERALES DE SUELOS AGRÍCOLAS UTILIZANDO LA ESPECTROMETRÍA MÖSSBAUER Y LA DIFRACCIÓN DE RAYOS X M. Rivera Pinilla1*, H. Bustos Rodríguez1, D. Oyola Lozano1, Y.A. Rojas Martínez1 y G. A. Pérez Alcázar2 1

2

Departamento de Física: Grupo de Ciencia de Materiales, Universidad del Tolima Departamento de Física: Grupo Metalurgia Física y Teoría de las Transiciones de Fase,, Universidad del Valle *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Resumen Análisis Físico-Químico, Espectrometría Mössbauer (MS) del 57Fe y Difracción de Rayos X (XRD) se utilizaron para caracterizar fases minerales con contenido de hierro en muestras de suelos agrícolas arroceros de dos regiones del departamento del Tolima: La meseta de Ibagué, con una producción de 9 Tn por hectárea y la región de Usucoello-Espinal con una producción de 7 Tn por hectárea. En el análisis Físico-Químico se midieron los parámetros de Textura (Porcentaje de arcilla, limo y arena) y parámetros químicos como el Ph, el porcentaje de materia orgánica y porcentaje de elementos presentes sobresaliendo principalmente la presencia de P, Ca, Mg, Na, K, Fe, Cu, Zn, Mn, B y S. Los análisis XRD en cada una de las muestras indican presencia de fases como cuarzo, hematite, illite, biotite y andesine. Para el cáculo de los parámetros de red e identificación de las fases se utilizó el programa de refinamiento MAUD. Los espectros tomados por MS a temperatura ambiente señalan en todos las muestras un gran doblete paramagnético. Utilizando el programa de refinamiento MOSFIT se calcularon los respectivos parámetros hiperfinos y se confrontaron con Mössbauer Mineral Handbook para identificar fases presentes como la hematite, illite y biotite.

Archivo: MC-061

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ESTUDIO DEL EFECTO DE ACOPLAMIENTO ENTRE ESTRUCTURAS AROMÁTICAS EN FRAGMENTOS DE LIGNINA PARA POTENCIALES APLICACIONES EN LA PURIFICACIÓN DE AGUAS RESIDUALES Salazar Valencia Pablo Javier1, Bolívar Marínez Luz Elena1, Pérez Merchancano Servio Tulio1* 1 Departamento de Física: Grupo de Semiconductores y Nuevos Materiales, Universidad del Cauca [email protected] En este trabajo exploraremos usos potenciales para los fragmentos de lignina obtenidos en el proceso de fabricación de la pulpa de papel como herramientas para la purificación de aguas residuales. La lignina es un sistema biopolimérico tridimensional amorfo que contribuye con gran parte de la fortaleza estructural en los tejidos vegetales leñosos. Durante el proceso de extracción de la celulosa, la lignina es separada y fragmentada en estructuras más pequeñas que comparten estructuras aromáticas en común, las cuales debido a la naturaleza de los enlaces π conjugados y de hidrógeno tienden a formar apilamientos; el proceso de extracción además introduce átomos de azufre en las cadenas laterales haciendo que los fragmentos, inicialmente hidrófobos se comporten hidrofílicamente. Estas características se pueden aprovechar ventajosamente para afrontar un grave problema de salud pública, relacionado con los desechos de medicamentos excretados por el cuerpo humano y que contaminan los cuerpos de agua incluso después de los procesos de limpieza de las aguas servidas. Medicamentos de alto consumo como los derivados del 2-arilpropionato, ácido acetilsalicílico y el paracetamol comparten todos los mismos elementos estructurales que los fragmentos de lignina haciendo que estos sean candidatos excelentes para capturarlos. En este trabajo exploraremos este potencial mediante las herramientas de la química computacional usando métodos semiempíricos de estructura electrónica y estudiando el comportamiento y la interacción de las estructuras en ambientes acuosos.

Archivo: MC-062


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ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE MEMBRANAS DE POLYVINYL ALCOHOL (PVA) EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA DE SECADO J. D. Romero-Salazar*, C. L. Londoño-Calderón, J. F. Jurado, C. Vargas-Hernández Laboratorio de Propiedades Ópticas de los Materiales (POM) Universidad Nacional de Colombia sede Manizales *jdromeros @unal.edu.co Se realizó el estudio de las propiedades estructurales y vibracionales de membranas de Polyvinyl Alcohol (PVA) cuando se modifica la temperatura de secado. Las membranas fueron sinterizadas por medio del procedimiento sol-gel a partir de la disolución del polímero precursor PVA en agua desionizada. La solución se desgasifica por medio de ultrasonido y es mantenida a temperatura de 90 ºC durante 1 h, posteriormente la solución se deja bajo agitación magnética durante 24 h hasta alcanzar la temperatura ambiente. La solución se deposita sobre substratos de teflón con control de limpieza durante 48 h a condiciones normales, estas muestras son secadas a 40, 80, 120 y 160 ºC durante 8 h. La muestra de referencia la constituye la muestra sometida a un proceso de secado durante 12 días a temperatura ambiente. Las membranas fueron caracterizadas por medio de Difracción de rayos-X (XRD) y Espectroscopía µ-Raman, para determinar la estructura cristalina, tamaño de cristalito y ordenamiento vibracional. La composición básica del PVA es -(CH2–CHOH)n–. De esta estructura, los espectros µ-Raman muestran picos asociados a los siguientes grupos funcionales existentes: CH2 (916, 1430 y 2915 cm-1), C–H y C–O (1360 cm-1), C–O (1096 y 1141 cm-1), O–H (3340 cm-1) y C–C (850 cm-1). En los patrones XRD de todas las membranas aparecen picos a 2θ = 10.7°, 19° y 40° asociados a los planos atómicos [1 0 0], [1 0 -1] y [2 0 2]. En las membranas secadas a 120 y 160 °C aparecen nuevos picos a 2θ = 15.7° y 22.5°, asociados a los planos atómicos [0 0 1] y [2 0 0]. La banda ubicada en 1141 cm-1 es una medida del grado de cristalinidad, siendo una de las bandas más intensas en el espectro de la membrana secada a 160°C.

Archivo: MC-063

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LA ESPECTROMETRÍA MÖSSBAUER Y LA DIFRACCIÓN DE RAYOS X EN CARACTERIZACIÓN DE FASES MINERALES DE SUELOS CAFETEROS COLOMBIANOS M. Rivera Pinilla1*, H. Bustos Rodríguez1, D. Oyola Lozano1, Y.A. Rojas Martínez1 y G. A. Pérez Alcázar2 1

2

Departamento de Física: Grupo de Ciencia de Materiales, Universidad del Tolima Departamento de Física: Grupo Metalurgia Física y Teoría de las Transiciones de Fase,, Universidad del Valle *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Resumen Utilizando procedimientos establecidos por el ICA se tomaron muestras de café de dos regiones del departamento del Tolima: Zona rural del municipio de Ibagué y del municipio de Santa Isabel (catalogado el café más suave de Colombia) correspondientes a suelos agrícolas cafeteros. Para caracterizar las fases minerales presentes se utilizan los análisis Físico-Químico, la Espectrometría Mössbauer (MS) del 57Fe y la Difracción de Rayos X (XRD). En el análisis Físico-Químico se midieron los parámetros de Textura (Porcentaje de arcilla, limo y arena) y parámetros químicos como el Ph, el porcentaje de materia orgánica y porcentaje de elementos presentes sobresaliendo principalmente la presencia de P, Ca, Mg, Na, K, Fe, Cu, Zn, Mn, B y S. Los análisis XRD en cada una de las muestras indican presencia de fases con hierro (Fe) como la illite, biotite, nontronite y ferriphologopite, y fases sin hierro como el cuarzo y andesine . Para el cálculo de los parámetros de red e identificación de las fases se utilizó el programa de refinamiento MAUD. Los espectros tomados por MS a temperatura ambiente señalan en todos las muestras un gran doblete paramagnético. Utilizando el programa de refinamiento MOSFIT se calcularon los respectivos parámetros hiperfinos y se confrontaron con Mössbauer Mineral Handbook para identificar fases presentes como illite, biotite, nontronite y ferriphologopite.

Archivo: MC-064


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Efecto Josephson D.C. en junturas Grafeno - Superconductor D. A. Manjarrés*, S. Gómez P., William J. Herrera Departamento de Física: Grupo de Superconductividad y Nanotecnología, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá *[email protected] En este trabajo se determina la corriente Josephson de una juntura superconductor - normal - superconductor, donde el papel de la región normal lo toma una película de grafeno. La interfase de la película con el superconductor puede poseer una frontera tipo “armchair” o “zig-zag”, por lo que el efecto sobre la corriente de cada frontera es analizado. Se examina el comportamiento de la corriente a temperatura cero y finita, cuando se considera una diferencia de fase neta entre las regiones superconductoras, y se caracteriza el comportamiento de la corriente crítica en función de diferentes parámetros del sistema como: la longitud y la energía de Fermi de la película de grafeno. Se compara los resultados obtenidos con aquellos de trabajos de investigación recientes, teniendo en cuenta que en este trabajo se incluye el efecto de la mezcla de valles de la estructura de bandas y se considera el caso de junturas cuyo ancho de la región normal es mayor a la longitud de coherencia superconductora.

Archivo: MC-066


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CARACTERIZACIÓN POR EL MÉTODO DE ESPECTROSCOPIA MÖSSBAUER Y DIFRACCIÓN DE RAYOS X DE MUESTRAS DE ARCILLA DEL PERÍMETRO DE LA CIUDAD DE TUNJA O. O. Ruge. G1, C. A. Parra2, S. A. Martínez1, J. A. Tabares* 1

Escuela de Física: Grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja, Colombia. 2 Escuela de Física: Grupo de Física de Materiales, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja, Colombia. * Departamento de Física: Universidad del Valle, Cali, Colombia. [email protected]

RESUMEN El presente trabajo tiene como fin, difundir y establecer la técnica de Espectroscopia Mössbauer en la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, así mismo, en la región central del país, como una herramienta eficiente para caracterizar muestras mineralógicas de arcilla y otros tipos de muestras de suelo. Las muestras fueron extraídas de siete zonas diferentes del perímetro de la ciudad. El procedimiento experimental que se llevó a cabo para la caracterización de las muestras de arcilla fue el siguiente; se realizó el tratamiento de secado, macerado y tamizado para reducir el tamaño de grano, en seguida se hizo el estudio por Difracción de Rayos X (DRX) y por último Espectroscopia Mössbauer (EM). Obteniendo, por la segunda técnica resultados más precisos en la identificación y cuantificación de fases de óxidos de hierro como Hematita, Magnetita que no se lograron detectar por medio de DRX, igualmente con ambas técnicas se encontraron minerales de arcilla como Kanditas y Esmectitas en pequeñas proporciones.

Archivo: MC-067

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Condiciones de preparación, morfología y homogeneidad de cerámicas tipo Y1-xCaxBa2Cu3O6.4 Carlos Hernandez1, Alexander Cardona R1, Fernando Gómez R1* 1

Departamento de Física: Universidad De Los Andes Grupo de Materia Condensada * [email protected]

Desde el descubrimiento de los superconductores de alta temperatura crítica en 1986 por los científicos G. Bednorz y A. Mueller, está ha sido una temática muy importante en estudios de materia condensada. En este contexto abordamos el estudio de muestras de Y1-xCaxBa2Cu3O6.4, con el objeto de observar la influencia del dopaje con Calcio y la proporción presente de Oxígeno en las muestras, sobre las propiedades eléctricas y estructurales de este material. Se presentará el protocolo experimental para el proceso de elaboración de las muestras (tiempo de macerado, calcinación y sinterizado), a partir de las cuales veremos su influencia en la temperatura crítica. esto se llevará a cabo mediante mediciones de transporte (R-T), en donde mostraremos en que parte del diagrama de fase de los superconductores no encontramos (subdopado, óptimamente dopado y sobredopado). Esto lo haremos en paralelo con el estudio de rayos X para conocer las propiedades estructurales de las muestras.

Archivo: MC-068


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Estudio ab Initio de las propiedades estructurales y electrónicas del YP.

P. Castro Diago1, W. López Pérez1, 1GFMC. Departamento de Física Universidad del Norte, A A. 1569 Barranquilla

*Email del Autor correspondiente: pecastro @uninorte.edu.co RESUMEN DEL TRABAJO .

Hemos estudiado la estabilidad estructural del compuesto fosfuro de itrio (YP) a partir de las cinco estructuras cristalinas fundamentales: CsCl, NaCl, NiAs, Zinc-Blenda y Wurtzita. Para tal efecto, realizamos cálculos de energía total de primeros principios en el marco de la teoría de la funcional densidad (DFT). Empleamos el método de ondas planas aumentadas y linealizadas con potencial completo (FP-LAPW), para resolver las ecuaciones autoconsistentes de Khon-Sham. Para representar los efectos de intercambio y correlación electrónica utilizamos la aproximación de gradiente generalizado (GGA) con el potencial de Wu Cohen [1], implementado en el código computacional wien2k. El mínimo de energía más bajo obtenido corresponde al volumen de equilibrio de la fase NaCl, que coincide con el resultado experimental. La constante de red calculada (5.608Å), es un valor muy cercano al valor experimental (5.661Å). Se analizó en detalle las propiedades electrónicas en la fase de cristalización estable, encontrándose un comportamiento metálico.

Archivo: MC-069

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PATH INTEGRAL TREATMENT OF FLUCTUACIONS IN THE BCS-BEC CROSSOVER IN SUPERFLUID FERMI GASES H. Vivas C.1 1

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales [email protected]

By using a Path Integral formalism, we study the fluctuating fields in the pairing order parameter Δ for a 3D uniform Fermi gas at temperatures smaller than critical temperature T < Tc. The BCS-BEC crossover condition is included into the analysis in the framework of the usual s-wave scattering approximation. The general expressions for the temperature dependence of the partition function and the quadratic average in the fluctuations fields are explicitly established in terms of the BCS-Gor'kov correlation propagators.

Archivo: MC-070


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REFLECTIVITY RESPONSE AND TUNABLE BAND GAP IN INHOMOGENEOUS FERROELECTRIC FILMS H. Vivas C.1*, C. Vargas-Hernández1 1

Departamento de Física, Grupo de Propiedades Ópticas de los Materiales, Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales *[email protected]

Optical constants, reflectivity response and direct band gap energy (Egd) were calculated by developing an electrodynamic-based model for a three medium system, namely Vacuum/Ferroelectric Film/Metallic substrate. Depolarization effects due to the contact between the metallic substrate and the FE film, as well as the spatially dependent profile of the dielectric susceptibility ε(z) enter into the formalism by adapting the phenomenological Landau-Ginzburg-Devonshire theory (LGD). Absorption coefficient is obtained from the Lambert-Beer-Bouguer (LBB) approximation and the direct band gap energy as a function of the characteristic length is calculated by using the general Tauc power law. Numerical simulations lead to range of values for tunable Egd from 2.6 to 2.8 eV for characteristic lengths up to 30% the thickness of the film, in concordance with recent reports.

Archivo: MC-071

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TUNABILITY RESPONSE IN EXPONENTIALLY GRADED FERROELECTRICS: A TIM MODEL APPROACH H. Vivas C.1*, J. F. Jurado1 and C. Vargas-Hernández1 1

Departamento de Física, Grupo de Propiedades Ópticas de los Materiales, Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales *[email protected]

Relative dielectric function response associated to a non-homogeneous layered ferroelectric system is calculated in the framework of the Mean Field Approximation (MFA) for the Transverse Ising Model (TIM). Analytical self-consistent expressions for the average polarization, dielectric susceptibility, and tunability percentage are outlined and solved for different configurations and sizes. It is found that exponentially graded ferroelectrics magnify the tunability response for stronger interlayer coupling and it reaches its saturation value for smaller intensities of the applied electric field.

Archivo: MC-072


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DIAGRAMAS DE FASE DE ESTADOS BASE PARA EL MODELO DE ISING MIXTO DE ESPINES S = 3/2 Y Q = 5/2 N. De La Espriella1*, G. Buendía2**, C. Ortega3*** Departamento de Física: Grupo Gamasco, Universidad de Córdoba 2 Departamento de Física: Universidad Simón Bolívar, Caracas (Venezuela) 3 Departamento de Física: Grupo Gamasco, Universidad de Córdoba *Email: ndelae52 @gmail.com ***Email: [email protected] 1

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Calculamos los diagramas de fase de los estados de mínima energía de un ferrimagneto de Ising sobre una red cuadrada formada por dos subredes intercaladas de espines S (±1/2,±3/2) y Q (±1/2,±3/2,±5/2). El Hamiltoniano del sistema incluye interacciones a primeros vecinos entre espines S y Q (S↔Q), interacciones a segundos vecinos entre espines tipo S (S↔S) y tipo Q (Q↔Q), y campo de anisotropía iónica (D). Las topologías de los diagramas de fase dependen de los valores de los parámetros en el Hamiltoniano. Los diagramas muestran algunas características claves, tales como: la coexistencia entre regiones, puntos donde dos, tres, cuatro, cinco y hasta seis estados pueden coexistir. Estos diagramas resultan ser una herramienta útil para futuros estudios de los diagramas de fase a temperatura finita del modelo, no sólo como una forma de chequear la confiabilidad de las diferentes técnicas usadas en los límites de bajas temperaturas, sino también para identificar las regiones en la cual el modelo debería presentar un interesante comportamiento magnético, para ciertas combinaciones de los parámetros. La complejidad de los diagramas se incrementa cuando tomamos en cuenta más interacciones, especialmente cuando adicionamos el campo cristalino D.

Archivo: MC-073

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Correlaciones cuánticas de dos centros NV en el diamante acoplados dipolarmente en equilibrio y no-equilibrio térmico A.V.Gómez-Azuero 1, F.J.Rodríguez 2, L.Quiroga 3* 1

Departamento de Física: Grupo de Física de Materia Condensada, Universidad de los Andes 2 Departamento de Física: Grupo de Física de Materia Condensada, Universidad de los Andes 3 Departamento de Física: Grupo de Física de Materia Condensada, Universidad de los Andes *E-mail: [email protected] El enredamiento cuántico es uno de los aspectos fundamentales de la teoría cuántica. Los estados enredados han sido muy utilizados para probar aspectos fundamentales de la mecánica cuántica. Sin embargo, el enredamiento no es la única clase de correlación cuántica entre nanosistemas. Recientemente se encontró que existen otras correlaciones además del enredamiento que ofrecen diversas ventajas. En particular, para un sistema bipartito el grado de enredamiento se cuantifica con la concurrencia mientras que las correlaciones no-clásicas son capturadas por la discordia. Si se está interesado en utilizar las correlaciones cuánticas en aplicaciones tecnológicas tales como la criptografía cuántica o la computación cuántica se buscan sistemas que se puedan controlar a temperatura ambiente. Un ejemplo de estos sistemas son los centros NV en el diamante inmersos en baños de espines nucleares. En este trabajo se han calculado la concurrencia y la discordia cuántica de dos centros NV en el diamante que se encuentran en un campo magnético externo e interactúan dipolarmente en dos casos: 1) Considerando que los centros NV están en equilibrio térmico. 2) Considerando que cada centro NV está acoplado separadamente a un reservorio fermiónico a diferentes temperaturas. En los dos casos se muestra la dependencia de la concurrencia y la discordia con la temperatura, el campo magnético y la intensidad del acoplo dipolar entre los centros NV. En el segundo caso además se muestra la dependencia de la concurrencia y la discordia como función del gradiente de temperatura entre los reservorios.

Archivo: MC-074


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ANÁLISIS TEÓRICOS Y COMPUTACIONALES DE SISTEMAS COLOIDALES ESFÉRICOS ANISOTRÓPICOS Daniel Felipe Edilberto Noguera Poveda1, Gabriel Téllez Acosta2* 1

Departamento de Física: Grupo de Física de la Materia Condensada, Universidad de los Andes. 2 Departamento de Física: Grupo de Física de la Materia Condensada, Universidad de los Andes. *Email: [email protected] Los coloides son sistemas físicos constituidos por partículas cuya dimensión lineal esta en el intervalo 1µm - 10nm y que se encuentran inmersas en un solvente aproximadamente no granular, cuyas propiedades principales se encierran en una constante dieléctrica ε. Las partículas interactúan por medio de una interacción repulsiva tipo Coulomb generada por la densidad de carga existente sobre la superficie de los coloides, interacción que sin embargo es disminuida o apantallada por la nube de iones liberados por las mismas partículas al contacto con el solvente. Las propiedades termodinámicas del sistema en equilibrio se pueden deducir a partir del conocimiento del potencial electrostático en cada punto del sistema, el cual se obtiene a partir de la ecuación de Poisson-Boltzmann en sus versiones lineal y no lineal. En este trabajo se analiza teórica y computacionalmente el comportamiento de un sistema de coloides con forma esférica sobre los cuales existe una densidad de carga superficial dependiente de la coordenada esférica θ, densidad que tiende a generar una anisotropía tanto en el potencial generado por cada partícula, como en las funciones termodinámicas que caracterizan al conjunto completo. Se analiza también el concepto de carga renormalizada presente en el sistema de estudio, concepto muy conocido en los estudios referentes a sistemas coloidales. Los resultados se contrastan con los referentes a sistemas coloidales esféricos caracterizados por densidades superficiales constantes, sistemas ampliamente analizados en la literatura especializada.

Archivo: MC-075

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CARACTERIZACIÓN QUIMICA Y ESTRUCTURAL DE PELICULAS DELGADAS DE TiOX CRECIDAS EN FASE REACTIVA MEDIANTE PULVERIZACIÓN CATODICA MAGNETRON RF. 1

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J.E. Alfonso , H. M. Martinez , J. F. Marco Grupo de Materiales con Aplicaciones Tecnológicas (GMAT), Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. Instituto de Química- Física, “Rocasolano” CSIC , C/serrano Madrid, España

RESUMEN En este trabajo, se presentan los resultados obtenidos en el crecimiento de películas delgadas de TiOx, en fase reactiva, mediante la técnica de pulverización catódica magnetrón rf, el blanco utilizado para el crecimiento de las películas ha sido un disco de Ti (99.9%), con dimensiones de 4” x ¼”. En el estudio se ha establecido como influyen parámetros de crecimiento tales como la potencia aplicada al blanco, el flujo de oxigeno y la presión final de trabajo sobre la estructura cristalográfica y la composición química de las películas. El estudio se realizó en tres condiciones experimentales. En la primera, se crecieron películas a una presión final de trabajo de 7x10-1 Pa, flujo de oxigeno de 2.0 sccm y se vario la potencia entre 350 a 600W. En La segunda se fijaron la potencia en 450 W y la presión de trabajo en 7x10-1 Pa y se vario el flujo de oxigeno entre 0.4 y 9 sccm. Finalmente, se estudio la influencia de la presión final de trabajo variándola entre 7x10-1 y 2 Pa. Las películas de TiOx han sido caracterizadas mediante estudios de difracción de rayos X (DRX) y análisis de composición química superficial mediante espectroscopia de electrones generados por rayos X (XPS). Los resultados de DRX muestran que para las tres condiciones de depósito se obtienen básicamente los óxidos Ti5O9 y TiO, los cuales crecen principalmente a lo largo de los planos (102) y (111), respectivamente. La caracterización química ha mostrado que los últimos 10 nm de las películas están compuestas por el doblete 2p1/2 (463,6 eV) y 2 p 3/2 (458 eV) del Ti2O3 y además encontró Ti(OH)..

Archivo: MC-076


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ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DE LA TEXTURIZACIÓN EN LAS PROPIEDADES OPTICAS DEL SILICIO MULTICRISTALINO M. Cuervo 1*, J. Mass1, R.Cavanzo2, O. Martínez3 Grupo de Física de la Materia Condensada, Universidad del Norte, Km5 vía a Pto. Colombia, Barranquilla 2 Laboratorio Espectroscopia Atómica y Molecular, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga 3 Grupo Gds optronlab, Universidad de Valladolid, Paseo del cauce s/n, 47011, Valladolid, España * [email protected] 1

En este trabajo se presenta el proceso de texturización por dos métodos en la superficie de obleas de mc-Si utilizado en la fabricación de celdas solares, evaluando el comportamiento de la reflectancia y absorbancia para cada proceso. En el primer proceso se aplica KOH a alta temperatura, seguida de un ataque químico con una solución ácida de HF: HNO3 mezclada con un diluyente, para el revelado de fronteras de grano y defectos debido al corte de las obleas de mc-Si. En el segundo proceso se texturiza la superficie realizando surcos paralelos con un láser Nd: YAG sobre la superficie de la oblea previamente tratada. La caracterización mediante microscopia óptica y espectrometría ultravioleta visible UV para cada textura, muestran diferencias en las propiedades ópticas y un análisis de estos resultados es discutido en este trabajo.

Archivo: MC-077

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ESTUDIO MEDIANTE LBIC DE DEFECTOS SUPERFICIALES EN SILICIO MULTICRISTALINO

J. Domínguez 1*, J.Mass1, O. Martínez2 1

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Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad del Norte Departamento de Física de la materia Condensada: Grupo Gds Optronlab, Universidad de Valladolid *[email protected]

En este trabajo se presenta un estudio de la caracterización óptica y eléctrica de los defectos eléctricamente activos en las fronteras de grano e intragrano en obleas de silicio multilicristalino y seudocristalino (silicio policristalino con un tipo de grano predominante y de gran extensión). Para este estudio, las muestras de 2x2cm2, fueron cortadas de obleas de Si policristalino y posteriormente atacadas químicamente, pulidas mecánicamente y metalizadas con oro en ambas caras mediante sputtering, variando los parámetros de tiempo, hasta conseguir espesores de capa optimizados para mapeo LBIC (laser beam induced current), sin necesidad de una unión p-n. Complementariamente se midieron curvas de voltaje-corriente para determinar alturas de barrera para cada tipo de tratamiento. Finalmente la muestra cuyo tratamiento químico presenta mejor respuesta eléctrica para el estudio LBIC fue seleccionada y una discusión de los defectos superficiales y los mapas LBIC es discutido en este trabajo.

Archivo: MC-078


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INDUCED PLASMON EXCITATIONS DUE TO EXTERNAL FIELDS IN CARBON NANOTUBES M. Zapata-Herrera, and A. Camacho Grupo de Física de la Materia Condensada, Departamento de Física, Universidad de los Andes, Bogotá D.C Colombia

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With the aim of exploring the properties of carbon nanotubes as substrates for optical imaging beyond the diffraction limit of light and based in their great sensitivity to geometric structure, we present a study of the induced plasmon excitation modes in several nanotubes arrays after the incidence of an electromagnetic wave and charged particles beams for different paths across the surface nanotubes. We focus on the optical properties of their surfaces working in two formalisms: One is the semi-classical dielectric response model (DRM) in the Drude approximation, which approximate the valence electrons of the system by a gas of non interacting classical particles. The other is the hydrodynamic model (HDM) which uses fluid dynamics to describe their collective excitations. We present the dispersion relations and compare them. Besides that we study the near field response dependent on the geometry of the arrays. In particular, we pay special attention to the magnitude of the near electric field as a function of the distance between the nanotubes and as a function of the shape of neighboring surfaces. We compare our results with reported studies of usual metal nanostructures built up of cylindrical nanoparticles, where the magnitude of the near field is enormous and very sensitive to the gaps between nanoparticles as well as to the polarization of the incident light.

Archivo: MC-079

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CARACTERIZACION DE ALEACIONES DE NI-TI MEDIANTE MICROSCOPIA DE FUERZA ATOMICA Arturo Plata 1, Edwin F. Mendoza 1, Carolina Mendoza1 1

Grupo de óptica y tratamiento de señales GOTS, Universidad Industrial de Santander UIS, Bucaramanga *Email: [email protected] RESUMEN

Las Aleaciones de Níquel y titanio poseen la propiedad de la memoria de forma; en la cual si sometemos al material a una pequeña deformación este puede volver a su estado original al aplicarle un cambio de temperatura. Esta propiedad es debida a cambios que se presentan en su estructura cristalina, pasa de una estructura BCC a una DO3. Entonces, Para realizar la caracterización de esta propiedad se utilizó un microscopio de fuerza atómica (AFM) el cual utiliza el barrido de una punta para obtener la información del estado de superficie de la muestra. Al someter la muestra a pequeñas fuerzas de compresión a una temperatura ambiente de ±18 grados y con una región de muestreo de 10 x 10 micras el material presenta variaciones en su superficie. También, se realiza un análisis de la rugosidad del material para obtener información de cómo cambia el material en su cambio de estructura. •

Archivo: MC-080


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PROPAGACIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS EN ESTRUCTURAS PERIÓDICAS Ángel José Chacón Velasco, *Fredy Armando González Bautista Escuela de Física Universidad Pedagógica y tecnológica de Colombia ,UPTC Grupo Relatividad electrodinámica y Gravitación

RESUMEN Desarrollamos un método de solución de la ecuación de ondas electromagnéticas propagándose en un medio con modulación periódica en su coeficiente de refracción. La solución es interpretada desde el punto de vista físico a partir de la ecuación de dispersión obtenida, los resultados del análisis numérico del comportamiento de la solución nos permiten aproximarnos a las propiedades de dispositivos basados en multicapas de medios anisótropos como: filtros Fabry-Perot, Lyot-Ohman y filtros de Bragg sinusoidales.

Ángel José Chacón Velasco: [email protected] *Fredy Armando González Bautista: [email protected]

Archivo: MC-081

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FERROMAGNETISMO EN LA SUPERRED (VN)1/(GaN)3 R. González-Hernández1, , W. López Perez1, J. A. Rodríguez Martinez2 ♣

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Grupo de Investigación en Física Aplicada. Universidad del Norte, Barranquilla Colombia. 2 Grupo de Estudio de Materiales (GEMA). Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia Autor correspondiente: [email protected] ♣

RESUMEN Usando métodos de primeros principios y basados en la técnica de ondas planas aumentadas y linealizadas (LAPW), se investigaron las propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas de la superred (VN)1/(GaN)3, en la fase wurtzita por ser la configuración más estable del GaN. Los efectos de intercambio y correlación se trataron empleando la Aproximación del Gradiente Generalizado (GGA) implementada en la parametrización de Perdew, Burke y Ernzerhof (PBE). A partir de los cálculos de la energía total se encontró que el estado ferromagnético (FM) es enérgicamente más estable comparado con los estados no-magnético (NM) y antiferromagnético (AFM). El ferromagnetismo ocurre a pesar que el átomo de vanadio no es un átomo magnético en su fase natural. En el volumen de equilibrio, el sistema en el estado del ferromagnético posee un momento magnético total de 2 µB por supercelda. Además, el cálculo de la estructura de bandas y densidad de estados, indican que este sistema posee comportamiento electrónico tipo half-metallic, donde los electrones conducción presentan un 100% de polarización de espin en el nivel de Fermi. Este es un resultado importante pues la superred (VN)1/(GaN)3 puede se potencialmente útil en la fabricación de inyectores de espin a otro materiales como el ZnO o el mismo GaN.

Archivo: MC-082


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ESTUDIO AB-INITIO DE LA INCORPORACIÓN NIQUEL EN LA SUPERFICIE GaN(0001). R. González-Hernández1, , G. Martinez-Castañeda1, J. A. Rodríguez Martinez2 ♣

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Grupo de Investigación en Física Aplicada. Universidad del Norte, Barranquilla Colombia. 2 Grupo de Estudio de Materiales (GEMA). Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia Autor correspondiente: [email protected] ♣

RESUMEN La espintrónica o el uso del espín del electrón en lugar de su carga eléctrica, como portador de información, es en la actualidad una de las áreas de investigación mas activas en la ciencia de materiales y promete una verdadera revolución en la electrónica del futuro. Entre la gran variedad de sistemas y materiales que están siendo investigados en esta área, se destacan en particular los materiales semiconductores dopados con bajas concentraciones de átomos magnéticos, conocidos como semiconductores magnéticos diluidos (DMS). En este contexto, en el presente trabajo se estudia el fenómeno de incorporación de impurezas de níquel sobre la superficie GaN(0001) empleando el formalismo previsto por la teoría funcional de la densidad (DFT) y el método de ondas planas. El estudio se centra en la superficie GaN(0001) la cual es la más relevante para el crecimiento del GaN hexagonal, además de ser la polaridad observada para la fabricación de diodos Schottky basados en sistemas Ni/GaN. En general, para la incorporación de Ni en la superficie GaN(0001), las impurezas de níquel prefieren la sustitución de sitios de Ga en las bicapas superiores de la superficie, indicando que es poco probable una migración de Ni hacia capas inferiores de GaN. Este es un resultado importante, debido a que estos sistemas actualmente están siendo empleados en el diseño de discos de almacenamiento masivo de información, memorias magnéticas RAM (MRAM) y sensores magnéticos ultrasensibles para medicina.

Archivo: MC-083

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Nuevo Método De Modificación De Superficies De Metales – MOSMET Ely Dannier V. Niño1,3, H. J. Dulcé M.2, Valeriy Dugar-Zhabon1, G. Peña R.2, Petr Tsygankov4 1

Grupo de Física y Tecnología del Plasma – FITEK, Universidad Industrial de Santander, A.A. 678, Bucaramanga, Santander, Colombia, [email protected] 2 Grupo de Investigación en Tecnología Cerámica - GITEC, Universidad Francisco de Paula Santander, A.A. 1055, Cúcuta, Norte de Santander, Colombia, [email protected] 3 Grupo de Investigación en Tecnología del Plasma – GINTEP, Universidad Pontificia Bolivariana, Bucaramanga, Santander, Colombia, [email protected] 4 Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia Resumen

La implantación iónica tridimensional (3DII), es una técnica de tratamiento superficial avanzado, la cual es realizada en el dispositivo JUPITER (Joint Universal Plasma and Ion Technologies Experimental Reactor) mediante una descarga pulsada de alto voltaje a bajas presiones encendida en la rama izquierda de la curva de Paschen. Sin embargo los constantes avances tecnológicos nos permiten generar técnicas más efectivas para la protección superficial de materiales expuestos en medios agresivos; es por ello que surge el proyecto MOSMET, el cual consiste en el desarrollo de una nueva tecnología que se fundamenta en un proceso híbrido de tratamiento simultáneo (implantación y deposición) para la modificación superficial de sólidos. El proyecto MOSMET se llevó a cabo mediante la modificación del reactor JUPITER, el estudio del comportamiento de las descargas generadas (alto voltaje y de arco eléctrico), el tratamiento superficial de muestras, la caracterización superficial de las mismas.

Archivo: MC-084


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Modificación Superficial Mediante Implantación De Iones De Ti, N En Cupones Gravimétricos De Acero Debajo Carbono Para Aumentar La Resistencia A La Corrosión José Luis Herrera S.1, Fernando Durán F.1, Ely Dannier V. Niño1,2, Fredy Parada2 1

Grupo de Investigación en Tecnología del Plasma – GINTEP, Universidad Pontificia Bolivariana, Bucaramanga, Santander, Colombia, [email protected] 2 Grupo de Física y Tecnología del Plasma – FITEK, Universidad Industrial de Santander, A.A. 678, Bucaramanga, Santander, Colombia, [email protected] Resumen El tratamiento superficial en metales mediante la implantación de iones a través de descarga de alto voltaje a bajas presiones, es una tecnología ampliamente aplicada en la Industria y en diversas ramas de la ciencia, en el desarrollo de nuevos materiales y en electrónica, uno de los materiales más tratados son los sólidos metálicos. La tecnología se aplica hasta ahora en el mejoramiento de las propiedades tribológicas de los aceros (resistencia a la corrosión, alta dureza y resistencia al desgaste), en donde se han logrado avances significativos. En este trabajo de investigación se han diseñado y fabricado probetas (cupones gravimétricos) de acero de bajo contenido de carbono (AISI SAE 1010, 1020 y 1045). Los cupones son modificados superficialmente con especies metálicas y no metálicas en el reactor para implantación iónica tridimensional (3DII) JUPITER (Joint Universal Plasma and Ion Technologies Experimental Reactor). Las probetas son caracterizadas con ensayos electroquímicos para analizar su comportamiento frente a ambientes agresivos que simulan el proceso de corrosión y permiten comprobar la efectividad de la nueva técnica de implantación en la superficie de los cupones gravimétricos.

Archivo: MC-085

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MECHANICAL, MORPHOLOGICAL AND STRUCTURAL PROPERTIES OF THIN FILMS OF Cu3BiS3 DEPOSITED FOR CO-EVAPORATION AND SULFURIZATION A.E. Aparicio 1, M. Cruz1, A. Dussan1, F. Mesa1 1

Departamento de Física: Grupo de Materiales Nanoestructurados, Universidad Nacional de Colombia *Email: [email protected]

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In this work, we present the mechanical, morphological and structural properties of Cu3BiS3 thin films. We used atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), profilometer and X-ray diffraction (XRD). The samples were fabricated by sequential evaporation of metallic species Cu and Bi in an atmosphere rich in S. From the AFM images was seen as a growth plate in the area ruled by isolated grains attributed to characteristics of the material. Cu3BiS3 phase was evidenced in the XRD spectra and there was an increase orthorhombic indexing all the peaks of the spectrum. We calculated from measurements of the average height of the peaks using the Scherrer formula to find a possible value for the typical grain size around 20 nm. Not observe the presence of impurities in the material as a result of the stages of deposition. From the refinement of the XRD spectra by the Rietveld method shows a good match between the experimentally obtained and simulated by the model. A correlation between deposition parameters and properties of material growth is presented.

Archivo: MC-086


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=0 GAPS IN ONE-DIMENSIONAL METAMATERIAL/IONIC SUPERLATTICES E. Moncada-Villa1, J. C. Granada E. 1 and S. B. Cavalcanti2 Departamento de Física, Universidad del Valle, AA 25360 Cali, Colombia 2 Instituto de Física, UFAL, Cidade Universitaria, 57072-970, Maceio-AL, Brazil *Email del Autor correspondiente: [email protected] 1

ABSTRACT .

In the framework of the transfer-matrix technique, it is calculated the band structure and the transmission spectra of one-dimensional photonic crystals compossed by layers of negative refraction index materials (metamaterials) with a Drude-like electric and magnetic responses, separated by ionic crystal layers, whose dielectric permittivity depends on the frequency of the incident radiation. It is considered TE and TM polarized light, as well as different values of the plasma frequencies characterizing the metamaterial's response. Depending of the values of these frequencies, two non-Bragg gaps may appear in the photonic band structure, one of them being not invariant under scale changes of the unit cell.

Archivo: MC-087

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SPIN-ORBIT EFFECTS IN CONCENTRIC QUANTUM RINGS: INTERPLAY BETWEEN RASHBA-BYCHKOV AND DRESSELHAUS INTERACTIONS

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H. A. Noguera 1 and J. C. Granada E.1 Departamento de Física, Universidad del Valle, AA 25360 Cali, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] ABSTRACT .

Persistent charge and spin currents in a one-dimensional quantum ring with a magnetic impurity are investigated on the basis of a finite U slave boson method for a tight-binding model which includes an Anderson impurity hamiltonian and Spin-orbit coupling terms which include the Rashba-Bychkov and Dresselhaus interactions. It is shown that the lowest energy state depends on both Rashba and Dresselhauss terms, which differs considerably with the behaviour of such state in quantum wells, where only the Rashba contribution is present and the the shift of the SO oscillations can disappear.for a special set of values of the applied magnetic field. Finally, it is demonstrated that in the presence of SO coupling, the persistent currents in the presence of a magnetic impurity show oscillations which strongly depend the relation between the strengths the of RashbaBychkov and Dresselhaus SO coupling and the direction of the persistent current can be controled by tuning the respective strengths.

Archivo: MC-088


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Estudio ab–initio de las propiedades electrónicas y magnéticas de los compuestos PdxAl1-xN Alvaro González García1,*, Rafael González-Hernández1, William López Pérez1 1

Grupo de Investigación en Física Aplicada. Departamento de Física, Universidad del Norte, Barranquilla, Colombia. * Autor correspondiente: [email protected]

En el presente trabajo, hemos realizado un estudio ab-initio de las propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas del compuesto PdxAl1-xN (x= 0.0625 y 0.125), a partir de cálculos basados en la teoría de la funcional densidad (DFT) y el método de pseudopotenciales atómicos ultasuaves (USPP). Los resultados muestran que la sustitución de aluminio por metal de transición 4d-Pd en el semiconductor nitruro de aluminio (AlN) resulta en un estado antiferromagnetico (AFM). Los átomos dopantes de paladio en el tetraedro PdN4 son los principales contribuyentes a la magnetización; donde la polarización magnética de la impureza de paladio magnetiza los estados p de los nitrógenos vecinos por el mecanismo de hibridación p-d. El metal de transición 4d-Pd ordena en forma AFM al semiconductor AlN y hace que este cambie su naturaleza semiconductora por metálica. Los resultados obtenidos no recomiendan impurezas de paladio como metal de transición dopante en el semiconductor AlN para la producción de semiconductores magnéticos diluidos (DMS). Sin embargo, estos pueden ser importantes para fabricar posibles heroestructuras FM/AFM basadas en el semiconductor AlN.

Archivo: MC-089

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SINTESIS, CARACTERIZACIÓN MAGNÉTICA Y CRISTALOGRÁFICA DEL NUEVO COMPUESTO La3CoZnMnO9 D. A. Landinez Tellez1, Jairo Roa-Rojas2, D. F. Amazo Gomez3*,

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Departamento de Física: Grupo de Física de Nuevos Materiales, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. 1 Departamento de Física: Grupo de Física de Nuevos Materiales, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. 1 Departamento de Física: Grupo de Física de Nuevos Materiales, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. * correo electrónico: [email protected]. Resumen.

En este trabajo presentamos la síntesis, caracterización magnética y estructural de la nueva perovskita triple La3CoZnMnO9. Las muestras fueron producidas a través de la técnica de reacción sólida a partir de los óxidos precursores de alta pureza La2O3, ZnO, Co2O3 y Mn3O4, los cuales se mezclaron en proporciones estequiométricas de acuerdo con la fórmula La3CoZnMnO9. La caracterización cristalográfica se realizo por medio de difracción de rayos X, usando un difractómetro PanAlytical X'Pert PRO. El análisis de los datos estructurales se realizó a través de refnamiento Rietveld mediante la utilización del código GSAS, que permitió la obtención de los parámetros de red, las posiciones atómicas y del grupo espacial al cual pertenece este nuevo compuesto. La morfología superficial de la muestra fue evaluada por medio de microscopía electrónica de barrido y la composición se analizo semicuantitativamente mediante dispersión de rayos X por electrones. Presentamos resultados de medidas de susceptibilidad magnética como función de la temperatura realizadas usando un magnetometro MPMS de La Quantum Design SQUID. Estos resultados permitieron determinar las características ferromagnéticas del material, obteniendose temperatura de transición para-ferromagnetiica de aproximadamente 230 K

1

Departamento de Física: Grupo de Física de Nuevos Materiales, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. 2

Departamento de Física: Grupo de Física de Nuevos Materiales, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. 3

Departamento de Física: Grupo de Física de Nuevos Materiales, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. * correo electrónico: [email protected].

Archivo: MC-090 XXIV Congreso Nacional de de Física - Memorias 2011

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ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES MAGNETICAS Y ESTRUCTURALES DE ALEACIONES DE Fe100-XVX, CON X=20, 40 60 Y 80, POR MEDIO DE ESPECTROSCOPIA MOSSBAUER Y DIFRACCION DE RAYOS X M. A. Rengifo Morocho1,2*, D. Oyola Lozano1, H. Bustos Rodriguez1 y Y. A. Rojas Martínez1 1

Departamento de Física: Grupo de Ciencia de Materiales y Tecnología del Plasma. Universidad del Tolima 2 Becario CENTRO DE EXCELENCIA EN NUEVOS MATERIALES (CENM) 2011 * marengifom @unal.edu.co; [email protected]

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Se presenta un estudio del comportamiento magnético y estructural de muestras del sistema Fe100-xVx preparadas por aleamiento mecánico (MA), usando las técnicas de Espectrometría Mössbauer y difracción de rayos-X (XRD). Las muestras se molieron por 12 horas y se vario el contenido de V entre 20 ≤ x ≤ 80. Los espectros Mössbauer de todas las muestras fueron ajustados usando una distribución de campo hiperfino (HFD). Las muestras entre 20 ≤ x ≤ 40 presenta un sitio paramagnético. Para las muestras entre 60 ≤ x ≤ 80 se usaron dos sitios paramagnéticos para obtener el mejor ajuste. Las medidas de rayos X revela en todas las muestras la presencia de la estructura BCC de la fase α-Fe con un parámetro de red de ~2.87 Å. Para x ≥ 40 se observa el crecimiento de un pico en θ = 41.8° que corresponde al V. Se puede apreciar una disminución en el tamaño del cristalito del Fe y en el campo hiperfino medio con el aumento de la concentración del V, esto sugiere que el V actúa como un diluidor magnético.

Archivo: MC-091

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ON-AXIS HYDROGEN MOLECULE IN TWO CONCENTRIC DONUT-SHAPED QUANTUM RINGS D. A. Ospina, J. H. Marín*, and M.R. Fulla 1

Universidad Nacional de Colombia, Campus Medellín, A. A. 3840 Medellín-Colombia * [email protected], [email protected]

In the last two-decades a considerable amount of work has been carried out on the shallow neutral and charged donor electronic properties in single or coupled quantum dots with different shape. The impurities constrained to move in reduced spatially regions display novel opto-electronic properties which are strongly dependent on the quantum dot morphology and the external fields: electric, magnetic, and hydrostatic pressure. Bearing in mind these facts, any effort realized in order to calculate the shallow donor electronic spectrum in an easy and correct way is welcomed. In these sense, an academic interesting problem consisting of two on-axis ionized donors and two electrons furnished by them inside of two concentric and narrow quantum rings is considered. The system is under the presence of an homogeneous magnetic field along the symmetry axis and a hydrostatic pressure field. The low-lying states of this two-hydrogenic complex can be calculated by using the well known adiabatic approximation procedure [1-2]. This approximation is used in order to reduce the initial three-dimensional problem to an quasi-exactly solvable onedimensional wave equation with periodic conditions where the interaction between particles can be expressed in terms of a renormalized effective potential which depends on the donor positions, hydrostatic pressure field and cross-section dimension. The energy structure is calculated as a function of the ratio between the center line ring radii, the ring cross-section dimensions, magnetic and hydrostatic field strength. Our results are in a good agreement with those previously reported in the limiting cases in which the pressure and ring crosssections tend to zero and donor-donor separation tends to infinity.

Archivo: MC-092


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TWO-ELECTRON CORRELATION IN DOUBLE-BARRIER QUANTUM RINGS M. R. Fulla*, J.H.Marín, D. A. Ospina Universidad Nacional de Colombia, Campus Medellín, A. A. 3840 Medellín-Colombia * [email protected] In recent years, the ring-shaped quantum dots have been a focus of attention due to the possibility of fabricating very innovating opto-electronic devices [1]. Novel effects can appear when these nanostructures are in presence of external fields, for instance, persistent currents and Aharonov-Bohm oscillations [2, 3]. In this work, it is analyzed a two-electron system forced to move into a narrow quasitwo-dimensional quantum ring, which has two tunable azimuthal and symmetric potential barriers. The two-electron system is in presence of an homogeneous and static magnetic field applied perpendicularly to the ring plane. By using the adiabatic approximation, it is possible to decouple the fast radial from the slow electronic motion, which allows us to calculate the low-lying states of the two-electron energy spectrum as a function of the magnetic field and the quantum ring centre-line radius. We show a quenching of the Aharonov-Bohm oscillations as the height and/or width of the azimuthal barriers are increased. In contrast, as the ring width, the height and width of the barriers tend to zero, the results consistently approach to those previously reported in [3, 4]. References [1] T.Ihn, A. Fuhrer, T.Heinzel, K.Ensslin, W.Wegscheider and M.Bichler, Physica E 16 (2003) [2] X.Q. Yu, J.-L. Zhu, and X. Hu, Appl. Phys. Lett. 82, 4567 (2003) [3] J.-L. Zhu, X. Q. Yu, Z. S. Dai, and X. Hu, Phys. Rev. B 67, 075404 (2003) [4] M.R. Fulla, F. Rodriguez-Prada and J.H. Marín Cadavid, Superlattices Microstruct. 49,252 (2011)

Archivo: MC-093

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SURFACE PHOTOVOLTAGE MEASUREMENT OF NOVEL SOLAR CELL STRUCTURE Yanpeng Fu1, Christian-Herbert Fischer1, Thomas Dittrich1, Tomás Rada1, 2 1

Institut Heterogene Materialsysteme (E-I2), Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) 2 Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad del Norte *Email del Autor correspondiente: trada @uninorte.edu.co RESUMEN .

Novel thin film solar cell structure based on CIGSSe Chalcopyrite [= Cu(Ga,In)(S,Se)2] has been investigated under Surface Photovoltage Technique. To avoid some toxic materials in the photovoltaic cells, the conventional CdS buffer material is replaced with a combination of a ZnS passivation film that only partially covers the chalcopyrite, plus an In2S3 layer, which fills the holes between the ZnS film; both are deposited by using Spray-ILGAR (ILGAR = ion-layer gas reaction). In this work an overview of the sample preparation technique will be presented. Additionally, Kelvin Probe technique has been used to measure the contact potential difference between the top most layer of this structure (glass/Mo/CIGSSe/ ZnO or In2S3) and the vibrating gold mesh. The thickness and environment effects are showed.

Archivo: MC-094


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CHARGE SEPARATION STUDIES OF RUTILE NANOPARTICLES AND NANOWIRES UNDER VISIBLE AND UV LIGHT Tomás Rada1, 2, Thomas Dittrich1, Milena Jankulovska1,3; Teresa lana-Villareal3, Roberto Gomez3 1

Institut Heterogene Materialsysteme (E-I2), Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) 2 Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad del Norte 3 Departamento de Electroquimica,Universidad de Alicante *Email del Autor correspondiente: trada @uninorte.edu.co RESUMEN .

Nanostructured TiO2 materials have a high technological potential for photocatalytic and photovoltaic applications. Photoinduced processes on isolated nanoparticles, for instance, can be influenced by crystal structure, size and shape of the respective crystallites as well as by the nature of the semiconductor surface. Thin film properties such as layer thickness, pore structure and nature of particle–particle and particle–substrate interfaces influence the overall performance of a nanostructured device. The fabrication of nanoporous and especially nanostructured titania is thus a key challenge. In this work we present the charge separation studies of rutile nanoparticles, with different size and preparation, and rutile nanowires. Samples were taken under visible and UV illumination to induce changes in the surface potential due to charge separation. Rutile nanowire films were prepared by chemical bath deposition (2nm) and by hydrothermal growth (5 nm) on glass substrates. All measurements were performed by means of Kelvin probe method.

Archivo: MC-095

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Inducción magnética en transformadores micrométricos Edgar Unigarro1*, Cesar Talero2, J. –G. Ramírez2, Johann F. Osma 1, Fredy Segura1, Edgar Patiño2 1

Centro de Microelectrónica (CEMUA), Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad de los Andes, Bogotá Colombia. * [email protected] 2 Laboratorio de Superconductividad, Departamento de Física, Universidad de los Andes, Bogotá Colombia

Recientemente, campos magnéticos locales generados con micro-transformadores (MT) ha sido propuesto como elemento de control de espín en puntos cuánticos semiconductores y de nano-partículas magnéticas [1]. En este trabajo reportamos la construcción de MT por técnicas de litografía óptica y desgaste químico. Los dispositivos se fabricaron por evaporación térmica de Cu con espesores entre 50 y 150 nm variando el área de acoplamiento entre 5 hasta 50 µm2. Los voltajes inducidos fueron medidos en función corriente aplicada y de la frecuencia de la señal excitadora. A partir de los resultados se obtuvo la auto-inducción. Serán presentados resultados preliminares de simulaciones de inducción magnética por medio de elementos finitos realizadas con COMSOL. Finalmente, se mostrará como éstos nuevos resultados podrían ser utilizados para el control local de vórtices magnéticos y superconductores. [1] D. Loss and D. P. DiVincenzo, Phys. Rev. A, 57 120 (1998); H. K. Kim, S. H. Hong, S. W. Hwang, J. S. Hwang, D. Ahn, S. Seong, and T. H. Park, J. Appl. Phys., 98, 104307 (2005).

Archivo: MC-096


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CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE PELÍCULAS DE TiN PRODUCIDAS A DIFERENTES TEMPERATURAS DEL SUSTRATO POR LA TÉCNICA DE EVAPORACIÓN CATÓDICA DE ARCO L. Lara Ortiz1*, A. Plata Gomez1, P. Tsigankov2,V. Zhabon2 1

Escuela de Física: Grupo de Óptica y Tratamiento de Señales -GOTS, Universidad Industrial de Santander 2 Escuela de Física: Grupo de Física y Tecnología del plasma-FITEK, Universidad Industrial de Santander * laura_lara_ortiz @hotmail.com

Películas de Nitruro de Titanio TiN fueron crecidas sobre muestras de acero H13 mediante la técnica de evaporación catódica de arco variando la temperatura del sustrato en un rango de 350°C a 475°C. Se realizó la caracterización de propiedades morfológicas y mecánicas de las películas empleando las técnicas de Microscopia de fuerza atómica AFM, difracción de rayos x DRX y pruebas de nanoindentación. Los resultados obtenidos de las pruebas de nanoindentación muestran que las películas crecidas a una temperatura del sustrato de 450°C presentaron mejores propiedades mecánicas, logrando un aumento hasta del 64% del valor de la dureza comparada con las muestras de acero H13 sin recubrir, los difractogramas de DRX mostraron una orientación preferencial en el plano (111) a una temperatura del sustrato de 450°C, esta orientación favorece las propiedades mecánicas de las películas. Utilizando la técnica de microscopia de fuerza atómica AFM se analizó la relación entre rugosidad, tamaño de grano y temperatura, encontrándose que a mayores temperaturas del sustrato se obtienen superficies más finas y brillantes con mejores acabados.

Archivo: MC-097

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ELABORACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE SILICIO POROSO MEDIANTE ATAQUE ELECTROQUÍMICO H. Rosas Diaz1, I. Delgado1, J. Cardona1, A. Calderón2 , A. Florido Cuellar1, [email protected], [email protected] 1

Universidad del Tolima, A.A. 546 Barrio Santa Helena Ibagué 2

CICATA IPN Unidad legaría, México D.F. México Resumen.

En este trabajo se realiza un sistema para la elaboración del silicio poroso mediante ataque electroquímico, que consiste en un electrodo de platino y otro de silicio con un contacto óhmico de plata, Este modelo es el utilizado para describir el fenómeno de generación de la capa porosa del Silicio Poroso (SP). Elaboramos una celda de teflón y utilizamos una solución de acido fluorhídrico al 40%,

variamos los tiempos de ataque desde 20 hasta 120 minutos y

utilizamos corrientes de entre 2 hasta 20 mA, y caracterizaremos óptica y estructuralmente las muestras, mediante las técnicas: microscopia óptica, fotoacústica, difracción de rayos x.

Archivo: MC-098


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CARACTERIZACION DE ALEACIONES DE NI-TI MEDIANTE MICROSCOPIA DE FUERZA ATOMICA Arturo Plata 1, Edwin F. Mendoza 1, Carolina Mendoza1 1

Grupo de óptica y tratamiento de señales GOTS, Universidad Industrial de Santander UIS, Bucaramanga *Email: [email protected] RESUMEN

Las Aleaciones de Níquel y titanio poseen la propiedad de la memoria de forma; en la cual si sometemos al material a una pequeña deformación este puede volver a su estado original al aplicarle un cambio de temperatura. Esta propiedad es debida a cambios que se presentan en su estructura cristalina, pasa de una estructura BCC a una DO3. Entonces, Para realizar la caracterización de esta propiedad se utilizó un microscopio de fuerza atómica (AFM) el cual utiliza el barrido de una punta para obtener la información del estado de superficie de la muestra. Al someter la muestra a pequeñas fuerzas de compresión a una temperatura ambiente de ±18 grados y con una región de muestreo de 10 x 10 micras el material presenta variaciones en su superficie. También, se realiza un análisis de la rugosidad del material para obtener información de cómo cambia el material en su cambio de estructura.

Archivo: MC-99

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EFECTOS DE UN HAZ LÁSER DE ALTA INTENSIDAD SOBRE LA ENERGÍA DE ENLACE DE UNA IMPUREZA DONADORA D0 EN UN POZO CUÁNTICO EMBEBIDO EN UN HILO CUANTICO DE GaAs/Ga1-xAlxAs A. C. C. Castellanos-Jerez1, Carlos L. Beltran-Ríos1 y H. Paredes Gutierrez1 Escuela de Física: Grupo de Física Computacional de Materia Condensada (FICOMACO), Universidad Industrial de Santander, A. A. 678, Bucaramanga, Colombia. *Email:[email protected] 1

RESUMEN

En este trabajo se obtuvieron los valores de la energía de enlace de una impureza donadora neutra D0, localizada en el centro de un pozo cuántico (QW) de GaAs embebido en un hilo cuántico (QWW) de (Ga,Al)As de longitud infinita y en presencia de un haz láser de alta intensidad y frecuencia. El trabajo se desarrolló en el marco de la aproximación de la masa efectiva (AME) y la aproximación adiabática (AA), como algo adicional a trabajos realizados recientemente, se tiene en cuenta el vestimiento del pozo de potencial y vestimiento del potencial Coulombiano. Los cálculos de las energías en la dirección radial y axial de cada partícula se realizaron utilizando un doble método de barrido trigonométrico. Mediante esta técnica se obtuvieron los valores de la energía de enlace en función del radio del hilo, de la posición de la impureza en el pozo, del parámetro que contiene la intensidad del haz láser y para diferentes concentraciones de aluminio en la heteroestructura. Se encontró un nuevo comportamiento que le ocurre a la energía de enlace dependiendo de la altura de las barreras del pozo cuántico. Palabras Claves: Energía de enlace, impurezas donadoras, pozos cuánticos. ABSTRACT

In this work we obtained the values of the binding energy of a neutral donor impurity (D0), located in the center of a GaAs quantum well (QW) embedded in (Ga,Al)As cylindrical quantum well wire (QWW) of infinite length, under the action of an intense, highfrequency laser field. This work was developed within the effective-mass approximation (AME) and the adiabatic approximation (AA), as a supplement to recent work, takes into account dresses the confinement potential well and dresses of the Coulomb potential by making use of a nonperturbative theory. The numerical calculations of the values of energy in a radial and axial address for all particles used to develop a double trigonometric sweep. By means of this technique obtained the values from binding energy as a functions of the wire radius, impurity position inside the quantum well, the parameter that contains the laser fields intensity and for different aluminum concentration in the heterostructure. We found a new behavior that happens to the binding energy, depending on the height of the barriers of the quantum well.

Archivo: MC-100


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PROPIEDADES ELÉCTRICAS Y ÓPTICAS DE SISTEMAS ORGÁNICOS AROMATICOS BAJO EFECTOS DE CAMPOS ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS Salazar Valencia Pablo Javier1, Bolívar Marínez Luz Elena1, Pérez Merchancano Servio Tulio1* 1 Departamento de Física: Grupo de Semiconductores y Nuevos Materiales, Universidad del Cauca [email protected] Los semiconductores orgánicos son estructuras construidas en base a los elementos más sencillos de la tabla periódica y ofrecen significativas ventajas en comparación a sus contrapartes inorgánicas en aspectos tales como síntesis química, variabilidad de estructuras y menores costes de fabricación. Compuestos tales como el Perylenetetracarboxylic dianhydride (PTCDA) y el Naphthalene tetracarboxylic anhydride (NTCDA) son estructuras orgánicas de naturaleza semiconductora utilizados ampliamente en dispositivos optoelectrónicos, LEDs orgánicos y sensores. En estos compuestos, de estructuras planas presentan conducción debida al sistema de electrones π de la red de carbonos con direcciones preferenciales para el desplazamiento de los portadores de carga. Se ha observado que la conducción no se favorece a lo largo de la red de carbonos sino de forma perpendicular a ella y a lo largo de los bordes. En este trabajo exploraremos las características eléctricas de apilamientos de moléculas de PTCDA y NTCDA afectadas por campos eléctricos y magnéticos usando métodos de estructura electrónica de la química computacional.

Archivo: MC-101

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USE OF SURFACE PHOTOVOLTAGE TECHNIQUE TO CHARACTERIZE SEMICONDUCTOR MATERIALS Tomás Rada1, 2, Thomas Dittrich1, Diana Rueda2 1

Institut Heterogene Materialsysteme (E-I2), Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) 2 Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad del Norte *Email del Autor correspondiente: trada @uninorte.edu.co RESUMEN .

In the present work, the main features of Surface Photovoltage (SPV) technique and its application to mixed sintered metal oxides particles are described. This technique is a powerful tool to characterize the electronic properties of materials given information on the surface and bulk carrier recombination, conductivity of (n or p) type semiconductor, and surface states. The Kelvin probe and Metal-Insulating-Semiconductor methods have been used for experimental set-up in different environments to study the surface band bending direction and the carrier generation and recombination in semiconductors such as ZnO and TiO2. In addition, mixture of the these semiconductors and conductive materials like SnO2:F(FTO) and insulator MgO, which have been very active in the photovoltaic field, are also studied. Finally, we discuss band-gap engineering using MgZnO and MgTiO3 alloys.

Archivo: MC-102


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CARACTERIZACIÓN VIBRACIONAL POR ESPECTROSCOPIA RAMAN DEL GRANO DE CAFÉ PRODUCIDO EN EL DEPARTAMENTO DE CALDAS

G. Soler-Barrera, J. Losada L*, J. E. Sánchez, C. Vargas-Hernández Laboratorio Propiedades Ópticas de los Materiales (POM) Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales * [email protected]

El grano de café es objeto de investigación en nuestro país dado que este representa un gran porcentaje de las exportaciones colombianas. Diversos estudios se han enfocado en la investigación de campo, estudio de suelos, tratamiento de plagas, fumigaciones, entre otras. En este trabajo se realiza el análisis de la estructura vibracional de diferentes variedades de café producidas en el departamento de Caldas, a partir de las técnicas espectrométricas de Microscopía Raman in situ. Una amplia selección de muestras fue obtenida de diferentes regiones en el departamento de Caldas. Los granos de café fueron cortados en láminas finas y emplazadas en el stage XY del equipo de Microscopía Raman para la caracterización in situ. A partir del análisis de Espectroscopía Raman se determinó la composición vibracional del grano de cafeto, los espectros revelaron la presencia de compuestos fenilos, asociados con vibraciones moleculares de C-H C-OH y C=O. Estas bandas están relacionadas con la presencia del ácido clorogénico, el cual está formado por metabolitos secundarios de gran interés debido a su degradación en compuestos fenólicos, los cuales son los responsables de la acidez en los granos tostados de café.

Archivo: MC-103

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ANÁLISIS DIELECTRICO Y VIBRACIONAL DEL SISTEMA SEMICONDUCTOR GaAs/GaAs EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA. J. E. Sánchez*, C. Serna-Plata, J. F. Jurado, C. Vargas-Hernández Laboratorio de Propiedades Ópticas de los Materiales (POM) Universidad Nacional de Colombia sede Manizales *[email protected] .

El sistema GaAs/ GaAs es definido como una heteroestructura formada por más de un material semiconductor, la cual exhibe propiedades optoelectrónicas que dependen del mecanismo y de las impurezas que resultan en el control durante proceso de crecimiento. Este sistema semiconductor posee un gap directo, propiedad que lo hace útil en dispositivos fotovoltaicos, emisores de luz como las celdas solares y diodos láseres emisores de luz (violeta-azul y verde). El estudio de estos sistemas ha llevado a que sus propiedades sean definidas a partir de diferentes técnicas de caracterización. En este trabajo se presenta el análisis dieléctrico y vibracional a partir de medidas de espectroscopía de impedancia y dispersión Raman en función de la temperatura del sistema semiconductor GaAs/GaAs. La caracterización eléctrica permitió diferenciar los diferentes mecanismos de conducción asociados a los portadores iónicos y electrónicos del material, obteniéndose la variación de la conductividad como función de la frecuencia y la temperatura, con valores entre 2x107(Ωcm)-1 y 1x10-4(Ωcm)-1; así mismo se obtuvieron valores de la función dieléctrica con !→! ≈ 13 . El estudio vibracional del sistema semiconductor mostró el modo normal de vibración óptico longitudinal (LO) con una energía correspondiente a 36.58 meV, los espectros permitieron determinar un corrimiento hacia la región de menor energía con valores cercanos a 35.62 meV, evidenciando un esfuerzo compresivo en la heteroestructura.

Archivo: MC-104


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DESDOBLAMIENTO DE PARES DE COOPER EN GRAFENO YNANOTUBOS DE CARBONO S. Gomez P. 1, P. Burset2, William J. Herrera1* y A. Levy Yeyati2 Departamento de Física: Grupo de Superconductividad y Nanotecnología, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. 2 Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada C-V, Universidad Autónoma de Madrid, E-28049 Madrid, España. *[email protected] 1

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En este trabajo se estudian el desdoblamiento de pares de Cooper en sistemas conformados por grafeno o nanotubos de carbono en contacto con una región superconductora. El nanotubo es conectado a una región superconductora central y a dos electrodos normales en los extremos. Este sistema es equivalente a un pozo cuántico doble en donde los pares de Cooper se desdoblan hacia los electrodos a través de los estados ligados de los puntos cuánticos. Variando los voltajes “gate” de los puntos se encuentran las condiciones donde la probabilidad de desdoblamiento es máxima respecto a otros procesos, y se determina la conductancia diferencial cruzada. Para el caso de interfaces con grafeno se analiza el efecto de la paradoja de Klein sobre los procesos de dispersión y se encuentra las reflexiones de Andreev (electrón - hueco) no locales. Estas reflexiones son equivalentes a la probabilidad de desdoblamiento de un par y se analiza el caso de junturas grafeno – superconductor grafeno. Finalmente se discuten la posible incidencia de estas predicciones en experimentos recientes que se han llevado a cabo.

Archivo: MC-105

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MODOS VIBRACIONALES ASOCIADOS A CLUSTER DE AlxO1-x y AlyN1-y R. Bernal-Correa1,2, M. E. Rodríguez Garcia3, A. Pulzara-Mora1 1

Laboratorio de Magnetismo y Materiales Avanzados, Facultad de Ciencias exactas y Naturales, Universidad Nacional de Colombia-Sede Manizales. 2 Doctorado en Ingeniería Ciencia y Tecnología de Materiales, Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellín. 3 Departamento de Nanotecnología, Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada. Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Juriquilla, Querétaro, Qro., México *Email del Autor correspondiente: [email protected] Resumen Las películas delgadas de nitrúro de aluminio AlN fueron crecidas por pulverización catódica asistida por campo magnético sobre substratos de silicio orientado (100) y vidrio comercial en una atmosfera mixta de Ar + N2, variando la temperatura de substrato (450°C ≤ Tc ≤ 600°C), y manteniendo constante la potencia de la fuente r.f en 150 W. Posteriormente las películas fueron sometidas a un tratamiento térmico en una atmosfera controlada de nitrógeno. Medidas de infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR) utilizando un espectrómetro Bruker Vector 33, en los modos de Reflectancia Difusa (RD) y Reflectancia Total Atenuada (RTA), se realizaron en regiónes de 650 – 2000 cm-1 para el modo absorbancia y entre 500 y 1000 cm-1 para el modo transmitancia. Se observaron modos E1(TO), A1(LO) y E1(LO) característicos del de AlN y modos asociados a clusters de oxigeno y nitrógeno en diferentes configuraciones vibracionales. Además se realizaron cálculos teóricos utilizando DFT mediante el software Gaussian 98 permitieron determinar modos vibracionales asociados a AlxNx y AlxO1-x debido a altas concentraciones de oxigeno y nitrógeno incorporadas durante el tratamiento térmico.

Archivo: MC-106


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DISPERSION DE PLASMONES EN NANOTUBOS DE CARBON DE TRES CAPAS EN EL REGIMEN DE BAJA FRECUENCIA G. Ruiz y A. Camacho Departamento de Física: Grupo de Física de la Materia Condensada, Universidad de los Andes *Email del Autor correspondiente: [email protected] Los nanotubos de carbón (CNTs) se descubrieron en 1991, y desde entonces, han sido objeto de investigaciones en diversas áreas de la ciencia. Los CNTs se pueden producir ya sea por descarga de arco, deposición de vapor químico u otras. Dependiendo de las condiciones de síntesis se pueden obtener nanotubos de una capa o de multicapas. Recientemente, modos electromagnéticos en nanotubos de una y dos capas han sido estudiados. Presentamos las propiedades de dispersión de ondas electromagnética de baja frecuencia en CNTs de tres capas, asumimos que los electrones de valencia del nanotubo se comportan como un gas de electrones libres que se distribuye uniformemente sobre la superficie del tubo. Obtuvimos los modos transversales magnéticos (TM) y los modos Transversales eléctricos (TE), resolviendo las ecuaciones de Maxwell y las ecuaciones del modelo hidrodinámico linealizado con las condiciones de fronteras apropiadas. Analizamos la dependencia de las relaciones de dispersión con las fuerzas de interacción interna del fluido electrónico. Encontramos para el sistema de tres capas una relación de dispersión que muestra una contribución de frecuencias imaginarias.

Archivo: MC-107

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EXCITON IN TYPE II QUENTUM DOT WITH CRATER-LIKE MORPHOLOGY

L. F. García1*, F. A Rodríguez-Prada1 and I. D. Mikhailov1 1

Escuela de Física: Grupo de Física Computacional en Materia Condensada, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Santander, Colombia, A.A.678 * [email protected]

A theoretical investigation of the properties of excitons in type II InP quantum dots with crater-like geometry embedded in a matrix made of GaInP material, where the electron is confined in a InP layer, but the hole is located in the surrounded material is presented. The low-lying energy levels and the corresponding charge distributions induced by trapped exciton are calculated as functions of the crater dimensions and the strength of the magnetic field applied along the growth axis. By using the adiabatic approximation we first analyze the rapid electron motion inside the crater, for which we find the exact ground state wave function and the corresponding induced electric field around the quantum dot. We show that effective attractive potential for the hole above the crater has the form a shallow quantum well with a nanotube-like geometry. The dependencies of the exciton lower energies on the magnetic field reveal the reordering and crossovers of the curves of the energy levels similar to those in one-electron quantum ring.

Archivo: MC-108


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SPECTRAL PROPERTIES OF CRATER-SHAPED QUANTUM DOT WITH CPATURED MAGNETOEXCITON F. A. Rodríguez-Prada1*, L. F. García and I. D. Mikhailov1 1


We analyze the reordering and crossovers of the curves of the low-lying energy levels of the exciton confined in a semiconductor axially symmetrical thin layer, whose height increases linearly in the radial direction as functions of the external magnetic field applied along the symmetry axis. We show that in the adiabatic limit the one-particle Hamiltonian for this structure is separable, the eigenfunctions are linear combinations of the confluent hypergeometric functions and the corresponding eigenenergies are roots of a transcendental equation. The influence of the electron-hole interaction and of the deviation of the actual heterostructure morphology from axially symmetrical one we take into account by using the Galerkin method. We show that the spectral properties of the exciton in axially symmetrical crater-shaped structure in the presence of the external magnetic field are similar to those in 1D quantum ring, known as Aharonov-Bohm effect, due to the existence of a notable separation between the electron and the hole provided by a significant difference between their masses. The lighter electron with greater probability can penetrate toward the thinner central region while the heavier hole is mainly situated at the peripheral region. Also, we analyse the effect of the structural non-uniformity on the low-lying electronic levels related to the variable quantum ring thickness considering a simplified model similar to experimentally manufactured InAs/GaAs nanoring structure with nonuniform profiles of the cross-sections through the radial and angular directions.

Archivo: MC-109

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Efecto de las fronteras sobre la conductancia diferencial en una juntura Grafeno – Aislante – Superconductor M. F. Duque*, S. Gomez P. and W. J. Herrera

Departamento de Física: Grupo de Superconductividad y Nanotecnología, Universidad Nacional de Colombia *[email protected] En este trabajo se investigo la conductancia diferencial en un sistema grafeno – aislante – superconductor. El grafeno es una lamina de carbono que tiene dos valles o puntos no equivalentes K y K’, en donde el espectro de energía es nulo. Adicionalmente el grafeno presenta dos tipos de frontera, Zigzag (no combina valles) and Armchair (combina valles). Nosotros analizamos el efecto de las fronteras Zigzag y Armchair sobre la conductancia diferencial por medio del modelo de Blonder-Tinkham-. Klapwijk (BTK). Aunque el aislante se modelo para la frontera Zigzag como una caja de potencial y para la frontera Armchair como una discontinuidad en la derivada de la función de onda, el termino adimensional fortaleza para ambas tipos de frontera es comparable, aunque sean definidos diferentemente. Con base en que la fortaleza es comparable se observa que a un mismo valor de fortaleza para la frontera Zigzag no hay dispersiones K – K’ y se presenta un comportamiento periódico, mientras en el caso Armchair al aumentar la fortaleza del aislante aumentan las dispersiones K – K’ y no se presenta ningún comportamiento periódico y es similar al caso NIS convencional. Por otro lado en el caso de una juntura NIS con frontera Zigzag se determina que a bajos dopajes del grafeno en estado normal el aislante es transparente ya que se presenta tunelamiento de Klein, en cambio para el caso de altos dopajes a medida que aumenta el dopaje al caso limite de igual energía de Fermi del superconductor se asemeja al caso convencional.

Archivo: MC-110


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COMPORTAMIENTO TÉRMICO Y ELÉCTRICO EN NANOCOMPOSITAS POLIMÉRICAS BASADAS EN ÓXIDO DE NIOBIO CON POLI(ALCOHOL DE VINILO), CON COMPOSICION (1 − x) [PVOH + H3PO2 + H2O] − x(Nb2O5) A.M. Mazuera1*, D.A. Barbosa1** y R.A. Vargas1 1

Departamento de Física: Grupo de Transiciones de Fase en sistemas no Metálicos, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali-Colombia 1* [email protected] y 1** [email protected]

En el presente trabajo se presentan los resultados del estudio de las propiedades térmicas y eléctricas del electrolito polimérico basado en poli(alcohol de vinilo) (PVOH), con diferentes grados de polimerización e hidrólisis, con acido hipofosforoso (H3PO2) como plastificante y proveedor de protones, agua destilada y dopado con nanopartículas de óxido de Niobio (Nb2O5) en diferentes concentraciones tanto de las nanopartículas como del componente plastificador. Las técnicas usadas para su caracterización son calorimetría diferencial de barrido (DSC), análisis termogravimétrico (TGA), espectroscopía de impedancia (EI) y difracción de rayos –X (XRD). Las membranas fueron elaboradas mediante el método de Sol-gel, con conductividades en el rango de 10-4 -102 Scm-1, cuando se incrementó la concentración de H3PO2. El contenido de Nb2O5, mostró tener un papel importante en las propiedades térmicas y eléctricas de la matriz PVOH/ H3PO2; las temperaturas de transición vítrea y de fusión se incrementaron debido a la alta capacidad calorífica del óxido de Niobio. Los resultados indican que la adición de óxido de niobio mejoran la estabilidad térmica de la matriz polimérica conductora PVAL/ H3PO2 para su aplicación en dispositivos electroquímicos tales como las celdas de combustible.

Archivo: MC-111

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MEDICIONES DE RUIDO EN DISPOSITIVOS MICROMÉTRICOS PERSPECTIVAS EN ESPINTRÓNICA E. Herrera*, J.-G. Ramírez, E. J. Patiño. Laboratorio de Superconductividad. Departamento de Física. Universidad de los Andes. *[email protected] Mediciones de ruido, se ha convertido en una valiosa herramienta para estudiar la dinámica en las fluctuaciones de espín en semiconductores y solo recientemente en estructuras magnéticas [1,2]. Ésto se debe a que tradicionalmente se han realizado medidas de ruido que dependen únicamente del trasporte de carga eléctrica, es decir, en función de la corriente sin considerar el espín. Es posible estudiar los efectos en la señal de ruido asociados al espín utilizando materiales magnéticos y su respuesta a la presencia de campos. Mediciones de ruido en los voltajes de Hall muestran la relación directa entre la señal de ruido y susceptibilidad magnética [2], por lo que ésta técnica promete ser de gran utilidad en caracterización magnética de materiales. Con esta finalidad se implementó un montaje experimental para mediciones de ruido a baja frecuencia y se fabricaron dispositivos de dimensiones micrométricas utilizando técnicas estandar de litografía óptica. Los resultados experimetales muestran el comportamiento característico 1/f en un dispositivo de plata de 14 nm de espesor en presencia de corrientes de exitación como se puede apreciar en la figura. Medidas en dispositivos de Niquel en presencia de campos magnéticos serán presentadas.

[1] Zhu Diao, et. al., Phys. Rev. Lett. 104, 047202 (2010) [2] J. F. Feng, et. al., App. Phys. Lett. 96, 052504 (2010) Archivo: MC-112


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SPECTRUM OF AN EXCITON IN TYPE-II NON-UNIFORM QUANTUM RING *

J. Sierra-Ortega,1 G. Elizabeth Escorcia-Salas,1 and I. D. Mikhailov2 1

Group of Investigation in Condensed MatterTheory, Universidad del Magdalena, Santa Marta, Colombia 2 Universidad Industrial de Santander, A. A. 678, Bucaramanga, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

The energy levels and the properties of an exciton trapped in a type II InP quantum dot with ring-like geometry and non-uniform thickness, deposited on a wetting layer and embedded in a matrix made of GaInP material, where the electron is confined in a InP layer, but the hole is located in the barrier material are calculated by a diagonalization method. The wave functions of the electron for a particular arrangement with on-axis hole, found in the adiabatic approximation [1], multiplied by hydrogen-like wave functions of the hole are used as the basis functions. The low-lying energy levels and the corresponding charge distributions induced by trapped exciton are calculated as functions of the quantum ring dimensions and the strength of the magnetic field applied along the growth axis for ring with rectangular cross-section profile. It is shown that the charge distribution induced by trapped exciton over, below and inside quantum ring and wetting layer is mainly defined by the interplay between the confinement of the electron within the thin layer and it’s tunnelling from this region into the barrier and the electron localization not far from the region with the largest ring thickness. We also find that the increase of the wetting layer thickness leads to a lowering of the effective barrier height for the electron in-plane motion and to a modification of the charge distribution provided by the reinforced electron tunnelling toward the axis along the wetting layer.

Figure 1: Scheme of a circular ring with non-uniform thickness 1. Mikhailov I D, Marín J H, and García F, Phys. Stat. Sol. (b) 242, 1636 (2005).

Archivo: MC-113

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Absorcion de fotones enredados en sistemas semiconductores Luis Jose Salazar1, David Guzman1,2, Ferney Rodríguez 1*,Luis Quiroga1 1

Departamento de Física: Universidad De Los Andes Grupo de Física Teórica de la Materia Condensada 2 Departamento de Física: Universidad De Los Andes Laboratorio de Óptica Cuántica * frodrigu @uniandes.edu.co La absorción de fotones enredados en sistemas atómicos puede presentar características novedosas, dependiendo de los parámetros especiales que caracterizan a los bi-fotonoes. En particular, el tiempo de enredamiento y la densidad de estados de la materia sobre la cual los fotones interactúan, pueden cambiar fundamentalmente el espectro de absorción, y presentarse fenómenos como la transparencia autoinducida. En este trabajo presentamos resultados de absorción de fotones enredados producidos por Parametric Down Conversión , tipo I y II para luz continua, interactuando con sistemas semiconductores como son hilos y pozos cuánticos. Dependiendo de la polarización de los fotones enredados, se puede controlar la transparencia autoinducida, la cual puede incrementarse dependiendo de la densidad de estados del sistema semiconductor. Se demuestra que la absorción de puede ser manipulada de acuerdo al tiempo de enredamiento. Finalmente se demuestra la conexión entre enredamiento de bifotones, descritos por la razón de Fedorov, con la sección transversal de absorción.

Archivo: MC-114


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ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO TÉRMICO DEL SISTEMA (1-x) KHSO4-xKH2PO4 D.A.Barbosa1*, R.A.Vargas1, J.E.Diosa1 1

Departamento de Física: Grupo de Transiciones de Fases de Sistemas no Metálicos, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali-Colombia *[email protected]

En este trabajo se ha realizado la caracterización de las posibles transiciones de fases del sistema (1-x) KHSO4-xKH2PO4 para las concentraciones x = 0.0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 y 1.0, utilizando medidas de Calorimetría de Barrido Diferencial (DSC), Análisis Termogravimétrico (TGA) y difracción de rayos X. Los resultados del DSC muestran, que las anomalías observadas para x = 0.0 en 110°C, 197 °C, 212 °C y para x = 1.0 alrededor de 200 °C y 240 °C están cercanas a las reportadas en la literatura. Algunos cambios se observan en los termogramas para las otras concentraciones, especialmente, con x = 0.4 se presentan dos nuevas anomalías en 111°C y 162°C, las cuales no han sido reportadas en la literatura. Los resultados de termogravimetría muestran procesos de deshidratación térmica a altas temperaturas, lo cual está de acuerdo con lo reportado en la literatura por algunos autores, según la reacción: para x = 0.0

y para x = 1.0.

Las medidas de rayos X fueron realizadas a temperatura ambiente luego de haberlas mantenido a 50°C durante dos días. Los resultados para las muestras puras, están de acuerdo con los reportados en la literatura, Ortorrómbica para el KHS y tetraédrica para el KDP. Para las otras concentraciones se evidencia algunos cambios en el espectro de difracción.

Archivo: MC-115

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ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO ELÉCTRICO DEL SISTEMA (1-x) KHSO4-xKH2PO4 D.A.Barbosa1*, R.A.Vargas1, J.E.Diosa1 1

Departamento de Física: Grupo de Transiciones de Fases de Sistemas no Metálicos, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali-Colombia *[email protected]

En este trabajo se ha realizado la caracterización de las posibles transiciones de fases del sistema (1-x) KHSO4-xKH2PO4 para las concentraciones x = 0.0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 y 1.0, utilizando medidas de Espectroscopia de Impedancia. Estos datos presentan una alta movilidad de los portadores de carga a temperaturas elevadas (140°C-170°C) con valores de energía de activación ≥0.40eV. Gráficos de conductividad muestran un comportamiento tipo Arrhenius. En especial para x=0.1, 0.6 y 0.8 se obtiene los mayores valores de conductividad, superando a las sales puras (x=0.0 y x=1.0) en un orden de magnitud al KHS y en dos órdenes de magnitud al KDP (KHS y KDP) alcanzando valores del orden de 10-6 Scm-1 a temperatura ambiente y de 10-4 Scm-1 a 160oC. Este resultado hace estas muestras atractivas para su estudio y aplicación en celdas de combustible.

Archivo: MC-116


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EFECTOS DE UN RESERVORIO POLARITÓNICO EN EL ESPECTRO DE EMISIÓN DE UN SISTEMA NANOCAVIDAD-PUNTO CUANTICO. Nicolás Moure1*, Boris A. Rodríguez.1 1

Instituto de Física: Grupo de Física Atómica y Molecular, Universidad de Antioquia. * [email protected]

La electrodinámica cuántica de cavidades (CQED) ha probado ser de gran importancia en el estudio de cuestiones fundamentales en mecánica cuántica. Los experimentos de Haroche et al. usando cavidades superconductoras de altos factores de calidad y átomos Rydberg han permitido comprobar experimentalmente aspectos fundamentales como la cuantización del Campo Electromagnético (Oscilaciones de Rabi), la generación de pares EPR atómicos, y el papel de la decoherencia en el entrelazamiento. En los últimos años, usando nanocavidades (nCs) de cristal fotónico y puntos cuánticos semiconductores (QDs), el estudio de la interacción radiación-materia y sus posibles aplicaciones en el ámbito de la computación cuántica han sufrido grandes avances. Es por esto que una descripción exhaustiva del sistema nC-QD es necesaria y pertinente. Debido a la complejidad que presentan los sistemas de estado sólido existen procesos de interacción con el entorno que no se han tenido en cuenta en la literatura. Con esto en mente, desarrollamos una teoría cuántica de un reservorio de polaritones (modos normales del sistema) que da cuenta de dos nuevos procesos disipativos: el bombeo y la pérdida de polaritones. Estos dos procesos polaritónicos tienen un efecto medible en el espectro de emisión del sistema y por tanto son relevantes en su dinámica. Usando nuestra teoría, se ajusta un espectro experimental (Finley et al., PRL 103, 087405 (2009)) y se obtienen los valores de las tasas de bombeo y pérdida de polaritones.

Archivo: MC-117

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CRITICAL BEHAVIOR NEAR SUPERIONIC PHASE TRAMSITIONS IN Ag-ION CONDUCTORS R.A. Vargas1*, D. Peña-Lara 1 and H. Correa2 1

Departamento de Física: Grupo de Transiciones de Fase en Sistemas no Metálicos, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali-Colombia Instituto de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, Armenia, Colombia *[email protected]

Critical behavior is usually observed in magnetic and dielectric materials characterized by universal power law divergence in their physical properties as a function of an external controlled physical condition. Here we report similar critical behavior in Agion conductors through their normal-to-superionic phase transitions. From simultaneous measurements of specific heat at normal pressure, cP(T), and transport parameters related to dc-ionic conductivity (activation energy), ac ionic conductivity and dielectric permittivity, both response function depending on frequency, we found critical behavior described by many-body physical models that take into account correlations between the atomic constituents of the ionic system, such as ion-ion and ion-lattice interactions. We have found, for example, that the critical exponents for the specific heat near the second order phase transition of various AgI-based systems (α = α’= 0.086±0.002) are correlated with those associated to their transport parameters, which points to the mobile ion susblattice as the main source of the critical behavior observed in these ionic systems.

Archivo: MC-118


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VARIACIÓN DE LOS PARAMETROS DE RED CON LA CONCENTRACIÓN DE INDIO EN LA ALEACIÓN InxAl1-xAs: ESTUDIO DE DENSIDAD FUNCIONAL N. Simon Olivera1, W. López-Pérez1, R. González-Hernández1 1

Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad del Norte, Barranquilla, Colombia.

Hemos realizado cálculos de densidad funcional para estudiar las propiedades estructurales y electrónicas de la aleación ternaria InxAl1-xAs aplicando el método de ondas planas aumentadas y linealizadas con potencial completo (FP-LAPW). Empleamos dos aproximaciones de la energía de intercambio y correlación, la aproximación de densidad local (LDA) y la aproximación de gradiente generalizado (GGA). Debido a que los compuestos binarios precursores InAs y AlAs cristalizan en zinc-blenda, hemos realizado cálculos para la aleación ternaria en esta fase estructural. Los parámetros estructurales obtenidos para los compuestos binarios concuerdan muy bien con los datos experimentales. Nuestros resultados acerca del efecto de la composición sobre la constante de red y módulo de volumen exhiben un comportamiento no lineal con la composición en la fase zincblenda. Las propiedades electrónicas obtenidas para la fase zinc-blenda muestra un carácter semiconductor con una disminución no lineal de la banda de energía prohibida con la composición. El comportamiento de las propiedades electrónicas y los parámetros de red en función de la composición atómica puede ser útil para el diseño de nuevas estructuras con propiedades electrónicas y ópticas controladas.

Archivo: MC-119

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ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y MAGNETICAS DEL SISTEMA Gd0.257 Fe 0.743 OBTENIDAS POR ALEAMIENTO MECÁNICO. N. R. Barrero Gil*, Y. A. Rojas Martinez1, H. Bustos Rodríguez y D. Oyola Lozano Departamento de Física: Grupo de investigación Ciencias de materiales y Tecnología del plasma, Universidad del Tolima *Email : [email protected]; [email protected]

Resumen: En este Trabajo se reportan las propiedades Estructurales y Magnéticas de las aleaciones del sistema Gd0.257Fe0.743 procesado por Aleamiento Mecánico en atmósfera de aire con diferente tiempo de molienda. Las muestras se caracterizaron por espectrometría Mössbauer y difracción de Rayos X. Las muestras fueron molidas por periodos de 12, 24 y 48 horas usando un molino planetario de alta energía Fritsch-Pulverissete 5. En los patrones de Difracción de Rayos X se puede observar la presencia de la fase α-Fe en todas las muestras con un parámetro de red de ~2.87 Å y adicionalmente algunos picos localizados 31° y 36° que pueden ser atribuidos a la fase GdN. Los espectros Mössbauer de todas las muestras fueron ajustadas con una distribución de campo hiperfino asociado a una fase de hierro; y una componente paramagnética (doblete), adicionalmente, un singlete fue necesario usar para la muestra de 48 para obtener el mejor ajuste.

Archivo: MC-120


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ESTUDIO DEL PROCESO DE CRECIMIENTO DE PELÍCULAS DELGADAS DE SILICIO MICROCRISTALINO (µc-Si:H) POR MEDIO DE MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE TRANSMISIÓN A. Dussan1, Juan Gabriel Martínez1* 1

Departamento de Física: Grupo de Materiales Nanoestructurados y sus Aplicaciones, Universidad Nacional de Colombia *E-mail: [email protected] .

En los últimos años el interés en las películas delgadas de silicio microcristalino (µc-Si:H) ha aumentado debido al proceso y bajo costo de fabricación, excelentes propiedades eléctricas, abundancia y la posibilidad de ser aplicadas en dispositivos optoelectrónicos y de generación fotovoltaica. En este trabajo se presenta un estudio detallado de los procesos de crecimiento de películas delgadas de silicio microcristalino depositado por la técnica PECVD. Las muestras de µc-Si:H fueron preparadas en un reactor con acoplamiento capacitivo operado a una frecuencia de 50MHz. Se empleó vidrio Corning 7059 como sustrato a una temperatura de 160 °C. Imágenes de microscopía de transmisión (Microscopio Electrónico de Transmisión (TEM)) permitieron observar los procesos de crecimiento y nucleación en la formación del material. Se presenta un modelo cualitativo que explica la formación de granos columnares embebidos en una matriz amorfa. Micrografías de SEM son presentadas para observar la superficie de las muestras y su correlación con los procesos de formación de los cristales en el volumen.

Archivo: MC-121

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EFECTO DEL TAMAÑO DE PARTÍCULA EN LAS PROPIEDADES MAGNÉTICAS Y ESTRUCTURALES DE NANOPARTÍCULAS DE CO – ZN Y MN – ZN EN FERROFLUIDOS J. López, J. Prado, G. Zambrano y M. E. Gómez. Grupo de Películas Delgadas, Departamento de Física, Universidad del Valle, Cali, Colombia [email protected] Resumen Preparamos nanopartículas magnéticas de diferentes ferritas de Co - Zn y Mn - Zn por el método de coprecipitación química a partir de sales de CoCl2, ZnSO4, MnCl2 y FeCl3, en un medio alcalino. Las muestras fueron caracterizadas por las técnicas de XRD, AFM, TEM y VSM. Las muestras en polvo se caracterizaron estructuralmente, por difracción de rayos x, mostrando la presencia del pico más intenso correspondiente a la orientación cristalográfica (311) de la fase espinel. El tamaño medio del cristal de las nanopartículas de Co – Zn y Mn – Zn se determino a partir del ancho del pico a la altura media de la reflexión del pico (311) usando la aproximación de Scherrer. Las propiedades magnéticas fueron investigadas usando un magnetómetro de muestra vibrante (VSM), a temperatura ambiente. Aquí, las muestras presentaron una tendencia al comportamiento superparamagnético, determinado por el ciclo de histéresis, donde se observa la fuerte dependencia del campo coercitivo con la disminución en el tamaño de las nanopartículas. A partir de las medidas de magnetización en función de la temperatura para los procesos de enfriamiento con campo (FC) y enfriamiento sin campo (ZFC) se determino el valor de diámetro crítico de las nanopartículas y se comparo con los resultados obtenidos por medio de TEM, XRD y AFM. Finalmente, se estudia la correlación existente entre parámetros como magnetización de saturación y campo coercitivo con el tamaño de las partículas. Debido a que el ciclo de histéresis de las ferritas es muy pequeño, las nanopartículas magnéticas pueden ser consideradas como un material magnético blando. Estas nanopartículas magnéticas tienen interesantes aplicaciones tecnológicas en biomedicina, fotonica y en la preparación de ferrofluidos. Agradecimientos Este trabajo se financia con recursos de “El Patrimonio Autónomo Fondo Nacional de Financiamiento para la Ciencia, la Tecnología y la Innovación Francisco José de Caldas” Contrato RC - No. 275-2011. Archivo: MC-122 XXIV Congreso Nacional de de Física - Memorias 2011

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NANOPARTICULAS DE Sn1-xFexO2 OBTENIDAS MEDIANTE MOLIENDA MECANOQUIMICA Y TRATAMIENTO TERMICO L.C. Sánchez (1,2) *, J. J. Beltrán (1), J.A. Osorio (1), L. Tirado (3), E. M. Baggio-Saitovitch (4) and C. A. Barrero (1) 1

Grupo de Estado Sólido, Sede de Investigación Universitaria, Universidad de Antioquia, Colombia 2 Departamento de Física, Universidad de Córdoba. Montería, Colombia. 3 Grupo de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, Colombia 4 Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, Rua dr Xavier Sigaud 150, Urca. CEP 22290-180, Rio de Janeiro, Brazil. *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

En este trabajo, nanopartículas de Sn1-xFexO2 (x=0, 0.05, 0.08 y 0.10) fueron sintetizadas mediante molienda mecanoquímica de polvos de SnCl2 anhidro (o SnCl2•2H2O), FeCl3 y Na2CO3, con NaCl agregado como diluyente. Los productos obtenidos de la molienda fueron posteriormente sometidos a tratamiento térmico de 600 °C durante 3 horas, en atmosfera de aire, y finalmente lavados con agua doblemente desionizada. La molienda mecanoquimica fue llevada a cabo en un molino planetario Fritsch Pulverisette 5, usando jarros y bolas de 12 mm de diámetro de acero inoxidable cromado. La frecuencia de rotación del disco fue de 250 rpm, y la relación masa bolas polvo fue de 20:1. Las muestras se molieron durante 3 y 12 h en condiciones ambientales. La reacción total para la formación de los compuestos está dada por: SnCl2 + Na2CO3 → SnO +2NaCl +CO2, cuyo posterior tratamiento térmico de los productos en condiciones ambientales conduce a la oxidación de SnO a SnO2. Las muestras han sido caracterizadas mediante Difracción de Rayos X, Espectroscopia Raman, Espectroscopia Mössbauer con fuente de Fe y Sn, Medidas Magnéticas y XANES en borde de Fe. Los resultados sugieren que moliendas de 3 horas, en vez de 12 horas, bajas concentraciones de Fe y el uso de SnCl anhidro en vez de SnCl2•2H2O, ofrecen mejores condiciones para obtener muestras libres de impurezas.

Archivo: MC-123

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SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE MEMBRANAS DE POLIVINIL ALCOHOL (PVA) POR EL MÉTODO SOL- GEL

C. S. Obando Alzate*, A. Londoño-Calderón, J. F. Jurado, C. Vargas-Hernández Laboratorio Propiedades Ópticas de los Materiales (POM) Universidad Nacional de Colombia sede Manizales *[email protected]

El polivinil alcohol (PVA) es un polímero biodegradable e hidrófilico, que tiene múltiples aplicaciones en la preparación de materiales plásticos, en la industria textil y en la industria farmacéutica. En esta última se emplea como excipiente, como adhesivo, como formador de películas y como matriz. La búsqueda de materiales poliméricos con propiedades específicas ha crecido considerablemente en los últimos años, de manera tal que los polímeros son modificados con óxidos metálicos, tales como el óxido de zinc; este semiconductor es introducido en la membrana polimérica con la finalidad de obtener nuevas propiedades físicas para ésta. Se elaboraron membranas de polivinil alcohol (PVA) en sustratos de vidrio, por el método sol-gel. La disolución se realizó con PVA en polvo

como precursor y agua desionizada como disolvente. A estas membranas se les realizaron estudios de propiedades térmicas mediante termogramas DSC, cuyos resultados indican una temperatura de transición vítrea (Tg ) alrededor de 57°C y temperatura de fusión alrededor de 220°C. Los difractogramas XRD indican que las membranas poseen estructura cristalina monoclínica con parámetros de red a = 7.9247Ǻ, b = 2.5715Ǻ, c = 5.3019Ǻ. El objetivo final de este trabajo es la síntesis de membranas PVA/ZnO, de manera tal que la parte orgánica sirva de matriz al compuesto semiconductor y así modificar las propiedades de dichas membranas.

Archivo: MC-124


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RESUMEN ESTUDIOS DE LA DINÁMICA EN ELECTROLITOS POLIMÉRICOS BASADOS EN EL PVA-OH/KH2PO4 A. Medina1, E. Villegas, R. Castillo2 y J. Castillo1 1

Programa de Física: Grupo de Materiales Magnéticos & Nanoestructuras, Universidad del Quindío, A.A. 460, Armenia Colombia 2 Departamento de Física: Grupo de Transiciones de Fase en Sistemas no Metálicos, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali Colombia *Email: [email protected] En este trabajo se presenta un estudio de la dinámica en membranas poliméricas basadas en poly(vinyl alcohol) (PVA-OH), fosfato di-hidrogenado de potasio (KH2PO4) y agua (relación molar parcial [O]/ [H2]= 3.77×10!! ; 2.83×10!! ; 2.27 × 10!! ; 1.90 ×10!! ; 1.62× 10!! ; 1.42 × 10!! y 1.26 ×10!! mol) mediante espectroscopia de impedancia compleja, en un rango de frecuencia entre 40 Hz y 5 MHz y para temperaturas superiores a la transición vítrea del polímero puro. Los datos experimentales de la impedancia compleja como función de la frecuencia son modelados con un circuito equivalente conformado por un capacitor (C) en paralelo con una resistencia y con un elemento de fase constante (CPE) que representa la respuesta eléctrica del volumen de la muestra. Por otra parte los resultados experimentales de las muestras fueron analizados mediante la denominada función exponencial extendida o función de KohlrauschWilliams-Watts (KWW), ! (t) = exp(!(t / " )# ) , donde β es un parámetro entre 0 < β < 1, en consecuencia la dinámica de las relajación fue caracterizada mediante un tiempo característico y el parámetro β de la función KWW, el cual índica las correlaciones del sistema. La conductividad dc como función del inverso de la temperatura (303 < T < 393 K), presenta un comportamiento no lineal típico de sistemas desordenados y es ajustado mediante la ecuación VTF. Por otra parte la parte real de la conductividad como función de la frecuencia presenta una ley de comportamiento descrita por la “Ley universal de relajación” de Jonscher ! = ! 0 (1 + (" / " p )n ) con n + β = 1.

Archivo: MC-125

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ESTUDIO MORFOLÓGICO DE NANOESTRUCTURAS DE ZnO SINTERIZADAS POR REACCIÓN EN ESTADO SÓLIDO A. Londoño-Calderón*, J. F. Jurado, C. Vargas-Hernández Laboratorio Propiedades Ópticas de los Materiales (POM) Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales * [email protected] Dependiendo de su morfología, el óxido de zinc resulta altamente prometedor en la fabricación de dispositivos de baja dimensionalidad, al poseer potenciales aplicaciones como transistor, sensor de gas, sistema emisor de luz, entre otros. Aun cuando ya se ha obtenido con éxito óxido de zinc por diferentes técnicas y con diferentes morfologías, el estudio de metodologías más simples que requieran menos costos y con las cuales se obtengan buenos resultados sigue siendo un campo importante de investigación. Se reporta el estudio sobre las propiedades estructurales, vibracionales y morfológicas de nanoestructuras de óxido de zinc sinterizadas por el método de reacción en estado sólido; los resultados indican que la variación de la relación molar entre los precursores iniciales y el tratamiento térmico, proporcionan un mejoramiento en la calidad cristalina y vibracional del compuesto, el cual favorece la eliminación de productos intermedios que afectan el ordenamiento, la longitud y la morfología de las estructuras obtenidas. Los difractogramas XRD evidencian una cristalización hexagonal tipo wurtzita con parámetros de red a=3,2606Å y c= 5,2216Å; los espectros Raman muestran los modos normales de vibración del ZnO en polvo, siendo el más predominante el modo E2(high) ubicado en 441cm-1, el cual se encuentra desplazado con respecto al material en bloque. de Materiales

Archivo: MC-126


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SINTESIS POR SOL-GEL DE MICROVARAS DE ZnO D. A. Guzmán*, A. Londoño-Calderón, J. F. Jurado, C. Vargas-Hernández Laboratorio Propiedades Ópticas de los Materiales (POM) Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales *[email protected]

El ZnO es un semiconductor del grupo II-VI con un ancho de banda prohibida directo de 3.37 eV y una gran energía de enlace excitónica de 60 meV, lo cual le confiere características de operación superiores en dispositivos electrónicos, optoelectrónicos, mecánicos, piezoeléctricos, médicos, dispositivos LED emisores de UV, transistores o incluso como bactericidas. Sus aplicaciones dependen de las diferentes formas que pueda adoptar el sistema semiconductor como: anillos, tubos, hélices, varas, hilos, flores y cintas, este auge ha generado un gran interés en la industria de la ciencia y la tecnología. Por tal motivo en éste trabajo se reporta un estudio sobre las propiedades estructurales, vibracionales y morfológicas de microvaras de ZnO sintetizadas por la ruta de Sol-Gel y tratadas térmicamente a 500°C. Los resultados obtenidos por XRD muestran una alta cristalinidad del compuesto ZnO con estructura hexagonal tipo wurtzita; los espectros de dispersión Raman evidencian los modos vibracionales del ZnO, en la región comprendida 200 y 800 cm-1, asociadas a las diferentes configuraciones de vibración características de la molécula de Zn-O, A1(TO) en 386 cm-1, E2(High) en 440 cm-1, además de un pico considerable en 589 cm-1 asociado a las vacancias de oxígeno o Zinc intersticial y junto con las imágenes del SEM se evidencia el crecimiento de los cristales en forma de microvaras con diámetro aproximado de 1µm y longitudes de 6 µm con bases hexagonales.

Archivo: MC-127

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APLICACIÓN DEL MÉTODO DE LOS TRES PUNTOS EN LA OBTENCIÓN DE LOS PARÁMETROS DE ATRAPAMIENTO EN CURVAS DE BRILLO TL DE Al2O3.

1Grupo

Mara Perez1, Rafael Cogollo Pitalúa1, Omar Gutiérrez Florez2 de Materiales y Física Aplicada, Departamento de Física, Universidad de

Córdoba, Carrera 6 # 76-‐103, Montería, Colombia. E-‐mail: [email protected]

2Grupo Alquimia, Instituto Tecnológico Metropolitano, Calle 54ª # 30-‐01, Medellín, Colombia.

57-‐4-‐4600727 (ext 5513), E-‐mail: [email protected].

Resumen

Para describir el fenómeno de las curvas de brillo termoluminiscentes (TL) se han

desarrollado diferentes teorías, como son la de cinética de orden uno, dos y general. Pero

estas teorías no son suficientes, para realizar un análisis sobre las curvas TL experiméntales, por el hecho de que están constituidas por más de una señal, lo que hace necesario la implementación de métodos de deconvolución para obtener las señales individuales.

En este trabajo, se aplicó una técnica recientemente desarrollada para separar una curva de brillo termoluminiscente en sus componentes individuales y para evaluar los parámetros de

atrapamiento de los picos individuales de la curva de brillo TL. Estos parámetros son el orden cinético b, la energía de activación E (eV) y el factor de frecuencia S (s-‐1) o el factor pre-‐

exponencial S´´(s-‐1). Por este método, una ecuación general fue desarrollada para estimar el

orden cinético b. La característica fundamental de esta ecuación es que cualquier conjunto de

tres puntos de datos de una curva de brillo TL puede ser usado para calcular el valor de b y los

otros parámetros de atrapamiento.

El método fue aplicado para analizar y determinar los parámetros de atrapamiento de la curva

de brillo TL de pastillas puras sinterizadas de Al2O3, por ser considerado este material, una alternativa prometedora dentro de los materiales TL actualmente usados para dosimetría in vivo dentro de los programas de control de calidad.

Archivo: MC-128


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DECONVOLUCIÓN DE CURVAS DE BRILLO TERMOLUMINISCENTES DE Al2O3 Y CÁLCULO DE LOS PARÁMETROS DE ATRAPAMIENTO

Ana María Petro1, Mara Perez1, Rafael Cogollo Pitalúa1, Omar Gutiérrez Florez2

1Grupo de Materiales y Física Aplicada, Departamento de Física, Universidad de Córdoba, Carrera 6 #

76-‐103, Montería, Colombia. E-‐mail: [email protected]

2Grupo Alquimia, Instituto Tecnológico Metropolitano, Calle 54ª # 30-‐01, Medellín, Colombia. 57-‐4-‐

4600727 (ext 5513), E-‐mail: [email protected].

Resumen

Para describir el fenómeno de las curvas de brillo termoluminiscentes (TL) se han

desarrollado diferentes teorías, como son la de cinética de orden uno, dos y general. Pero

estas teorías no son suficientes, para realizar un análisis sobre las curvas TL experiméntales, por el hecho de que están constituidas por más de una señal, lo que hace necesario la implementación de métodos de deconvolución para obtener las señales individuales.

En este trabajo se estudia la curva de brillo TL de matrices de Al2O3 usando la función de distribución asimétrica logística. Éste método de deconvolución, permite dilucidar las

trampas energéticas que por su emisión TL se enmascaran en una curva de brillo compleja, posibilitando además, la determinación de los parámetros cinéticos.

Los resultados muestran que los procesos de recombinación priman sobre los de reatrapamiento en la matriz de alúmina, aunque en la región intermedia de la curva de brillo

se encontró un comportamiento mixto; además, las tres señales presentes en la muestras pertenecen a tres tipos de trampas diferentes encontrándose una superposición de las señales

bastante pequeña en comparación con lo que sucede en otros sistemas TL. El incremento en la

dosis absorbida por las muestras no modificó en gran medida la respuesta del material, destacándose únicamente un aumento en el número de portadores de cargas atrapados

inicialmente; parámetro de gran importancia en la dosimetría de radiaciones, ya que está directamente relacionado con la altura y el ancho del pico de brillo.

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Archivo: MC-129


ESTUDIOS FOTOELÉCTRICOS DE ZnO y TiO2 MEZCLADOS CON EL MgO BAJO ILUMINACIÓN EN EL VISIBLE Y UV Diana Rueda1, Tomás Rada1, Thomas Dittrich2 1

Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad del Norte, Barranquilla, Colombia 2 Institute Heterogeneous Materials Systems, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Berlin, Alemania 1. [email protected]

El dióxido de titanio y el óxido de zinc son materiales cerámicos que desempeñan papeles importantes en un amplio número de productos tecnológicos como contactos transparentes conductivos, diodos láser, fotosintetizadores de agua, entre otros. La incorporación del óxido de magnesio (MgO) tiene un papel importante debido a su carácter aislante en la modificación del bandgap de los compuestos resultantes con impacto en el diseño de dispositivos optoelectrónicos basados en heterointerfaces y paredes cuánticas. Las muestras fueron preparadas por el método de polvo en seco y posteriormente fueron depositadas mediante recubrimiento por goteo en sustratos de vidrio cubiertos con una capa de óxido de estaño dopado con flúor (FTO). El comportamiento fotoeléctrico fue analizado en diferentes medios a través de la medición del fotovoltaje superficial en los modos de Capacitor fijo y de Prueba Kelvin. Se pudieron establecer el movimiento de los portadores de carga cuando se sometían a iluminación en el rango visible y UV mediante las técnicas mencionadas. Mediante difracción de rayos X se pudo verificar la formación de nuevas fases en las mezclas de TiO2/ZnO y TiO2/MgO. Al realizar combinaciones a ciertas proporciones molares se observó cómo sus propiedades fotovoltaicas se potencializan obteniendo incrementos en la magnitud del fotovoltaje medido y/o variaciones en el ancho de banda. Finalmente, se presentan algunos transientes de las películas en el rango del UV para describir el proceso de recombinación de las cargas, observándose unos procesos lentos en el ZnO comparados con TiO2.

Email: [email protected]

Archivo: MC-130


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ESTUDIO DE PRIMEROS PRINCIPIOS DE LA ADSORCION DE VANADIO SOBRE LA SUPERFICIE (0001) AlN

J. Rivera-Julio1, W. López-Pérez1, R. González-Hernández1, G. E. Escorcia-Salas2, J. Sierra-Ortega2, J. Manjarrez-Torres2, J. Arbey-Rodriguez3 1

Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad del Norte, Barranquilla, Colombia. 2 Grupo de Investigación en Teoría de la Materia Condensada, Universidad del Magdalena, Santa. Marta, Colombia. 3 Departamento de Física: Grupo de Estudio de Materiales, Universidad Nacional, Bogotá, Colombia. *Email: [email protected] .

Hemos analizado la adsorción y difusión de Vanadio sobre la superficie (0001)AlN en una geometría 2x2 mediante el cálculo de primeros principios. Para esto se calculó la energía total con el paquete numérico Quantum–Espresso, que implementa la Teoría del Funcional Densidad (DFT). Empleamos la Aproximación del Gradiente Generalizado (GGA) para el potencial de intercambio-correlación y una base de ondas planas con pseudopotenciales atómicos ultrasuaves. El corte de energía para las ondas planas fue de 50 Ry y el corte para la densidad de carga fue de 500Ry. Para el análisis de la adsorción y difusión de Vanadio en la superficie AlN (0001), empleamos un modelo de terrazas periódicas con cuatro bicapas atómicas utilizando una celda unitaria de 2x2 en la superficie. Los enlaces sueltos de la capa inferior fueron saturados con átomos de pseudo-Hidrogeno con una carga fraccionaria de 0.75e. Consideramos entre cada terraza un vacio de 10Å. Las dos bicapas atómicas inferiores junto con los átomos de psedudo-Hidrogeno se fijaron mientras que a las dos bicapas superiores con el adsorbato se les dejó en libertad. Para el estudio de los sitios de adsorción más favorable para el Vanadio se consideraron los puntos de alta simetría T4, H3 y T1. Encontramos que la estructura más favorable energéticamente corresponde al modelo V-T4, mientras que la adsorción de Vanadio sobre un átomo de Aluminio (Modelo T1) es totalmente desfavorable. Para la difusión de Vanadio sobre la superficie, la barrera de energía es de 0.279 eV. La reconstrucción resultante de la adsorción de Vanadio sobre la superficie AlN(0001)-2x2 presenta una relajación lateral de algunos cientos de Å en el sitio de mayor estabilidad. Analizamos en detalle la densidad de estados en la superficie AlN(0001) con el adsorbato atómico en el punto de alta simetría preferido.

Archivo: MC-131

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ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DIELECTRICAS DE COMPOSITOS TIPO PEROVSKITA YBa2Cu3O7-δ / Sr2YSbO6 N.Montana Q1, 2, O. Ortiz-Diaz1, E. Vera2, R. Torres-Gómez2 D. A. Landínez Tellez3, J. Roa-Rojas3 1

Grupo de Física de Materiales, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ciencias Básicas, Escuela de Física Av. Central del Norte, Tunja, Colombia. 2 Instituto para Investigación e Innovación en Ciencia y Tecnología de Materiales, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Av. Central del Norte, Tunja, Colombia. 3Grupo de Física de Nuevos Materiales, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Carrera 45 N° 26-85 Bogotá D.C. – Colombia. E-mail: [email protected].

Se presenta el estudio de las propiedades dieléctricas de materiales compuestos o compositos para el superconductor YBa2Cu3O7-δ y la perovskita compleja Sr2YSbO6 como material aislante a través de espectroscopia de impedancia electroquímica a temperatura ambiente. Para analizar la dependencia de la frecuencia en función de la variación de la fracción volumétrica porcentual de compuesto. en el comportamiento de la materia, todas las pruebas de espectroscopia de impedancia se realizaron en un rango de frecuencia de 1Hz a 100 kHz. Los resultados experimentales a temperatura ambiente mostraron que el compuesto se somete a un cambio en el comportamiento eléctrico de resistencia a dieléctrica de ~ 0,24 fracciones de volumen de YBa2Cu3O7-δ. la permitividad en función de la fracción del volumen YBa2Cu3O7-δ muestra un comportamiento percolativo, con un repentino cambio de valor de la permitividad en el umbral de percolación de 0.24. El exponente crítico de la constante dieléctrica es 0,78, lo que está de acuerdo de la teoría de la percolación. El estudio completo de las características dieléctricas en función de la fracción de volumen de los componentes y de la frecuencia esta en discusión.

Archivo: MC-132


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IMPLEMENTACIÓN DE UNA CELDA ELECTROQUÍMICA PARA LA FABRICACIÓN DE SEMICONDUCTORES POROSOS

J. A. Peñafiela, L. Tirado-Mejíab, C. C. Valenciab, B. A. Garzónb, I. J. Vélezb, H. ArizaCalderónb a

b

Corporación Universitaria Minuto de Dios, Bogotá-Colombia Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, A. A. 2639, Armenia-Colombia *[email protected]

La fabricación de materiales semiconductores constituye la base del desarrollo en diversos campos de la tecnología, razón por la que el estudio y optimización de sus propiedades se considera un importante campo de investigación. Generalmente los materiales semiconductores porosos presentan máximos de emisión desplazados a la región de alta frecuencia en el espectro electromagnético y grandes áreas superficiales, que representa de forma directa diversas aplicaciones en la fabricación de dispositivos optoelectrónicos. En este trabajo se reporta el diseño y construcción de una celda electroquímica, para ser utilizada en la generación de poros en materiales semiconductores. Se implementa un sistema de instrumentación electroquímico que permite entregar un potencial de celda controlado y obtener las mediciones de la corriente transitoria. Puesto que la densidad de corriente induce una reacción química no espontánea en la celda electrolítica, por este método se controlaron los parámetros electroquímicos y geométricos de la celda, con la finalidad de optimizar el proceso de generar poros, en términos de densidad y tamaño. En este trabajo se presentan los resultados preliminares acerca de la influencia de los ataques electroquímicos, realizados a monocristales de InP y GaSb con soluciones de HCl a diferentes concentraciones, sobre su respuesta óptica.

Archivo: MC-133

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MODELAMIENTO DEL OFFSET EN LAS BANDAS DE ENERGÍA DE LA HETEROESTRUCTURA GaSb/GaInAsSb/GaSb M. Ríos O.*, L. Tirado-Mejía, M. de los Ríos, H. Ariza- Calderón Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, A. A. 2639, Armenia-Colombia *[email protected] Se modelaron los offsets de las bandas y se compararon con mediciones experimentales de la brecha, de la heteroestructura de GaSb/Ga1-xInxAsySb1-y/ GaSb fabricada por la técnica de Epitaxia en Fase Líquida. Se realizó una amplia revisión en la literatura especializada de los valores reportados para los binarios y ternarios asociados al GaInAsSb de parámetros físicos como la energía de la brecha, las masas efectivas y la concentración intrínseca de portadores. A partir de estos valores se calcularon las energías de Fermi para diferentes valores de x e y, y para diferentes temperaturas de la estructura. Se hizo un estimativo de las variaciones en la brecha de energía de los valores interpolados a partir de los binarios y de valores obtenidos experimentalmente. Estos resultados, junto con la ficha técnica del GaSb utilizado como sustrato en la fabricación de la heteroestructura, se incluyen en el modelo de los offset de la estructura de bandas.

Archivo: MC-134


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DETERMINACIÓN DEL TAMAÑO DE PORO Y AREA ESPECÍFICA EN CARBÓN ACTIVADO EMPLEANDO DISPERSIÓN DE RAYOS X PARA ÁNGULOS PEQUEÑOS

J. J. Prías-Barragán1,2*, N. A. Echeverry Montoya 1, C. C. Valencia, L. Tirado-Mejía1, H. Ariza-Calderon1 1

Instituto Interdisciplinario de las Ciencias: Laboratorio de Investigación en Guadua, Universidad del Quindío 2 Programa de Tecnología en Electrónica, Universidad del Quindío *[email protected] Resumen

Se presentan los resultados obtenidos en la determinación del tamaño de poro y del área específica en carbón activado, empleando el análisis de difractogramas de Rayos X para ángulos pequeños (SAXS, en inglés). Esta técnica se aplica en la caracterización estructural de materiales a escala nanométrica, y se utiliza ampliamente en el análisis de tamaños de nanopartículas, en el tamaño promedio de poros y en la determinación del área específica superficial, lo cual representa uno de los parámetros más relevantes en la determinación de las posibles aplicaciones para el carbón activado, tanto en fase líquida como en fase gaseosa. En este trabajo, para el carbón obtenido a partir del precursor Guadua angustifolia Kunth, se encontraron tamaños promedio de poros de 6 nm y área específica de 850 m2/g, lo cual corresponde a mesoporos, de acuerdo a la clasificación de la IUPAC. Estos resultados sugieren que el carbón activado estudiado, puede ser utilizado en el tratamiento de aguas residuales de origen diverso y procesos de decoloración, entre otros.

Archivo: MC-135

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MODELO DE PERFIL DE DENSIDAD EN ACOPLAMIENTO FUERTE DE CONTRAIONES EN UNA SUPERFICIE CILINDRICA EN EL LIMITE DE LA AGUJA Juan P Mallarino1*, Gabriel Téllez1**, Emmanuel Trizac2*** 1

2

Departamento de Física: Grupo de Materia Condensada, Universidad de Los Andes Laboratoire de Physique Théorique et Modelès Statistiques: LPTMS, Université Paris XI * [email protected] ** [email protected] *** [email protected]

Iones que interactúan con un cilíndro con densidad de carga superficial presentan un fenómeno de condensación en el régimen de acoplamiento fuerte. Particularmente, en el caso de un cilíndro de radio pequeño ó densidad de carga superficial grande (Needle Limit) un porcentaje de los contraiones en solucion forman un cristal unidimensional alrededor del cilindro en tanto el resto se dispersan hacia infinito en el límite de dilución infinita. En acoplamiento fuerte los contraiones condensados se desacoplan y el comportamiento del perfil de densidad es r-2n, donde n es el parámetro de Manning, como resultado de la interacción logarítmica de los contraiones con el cilindro. A continuación presentamos un modelo analítico para calcular la primera corrección al perfil de densidad y comparamos con resultados numéricos obtenidos mediante simulaciones de Monte Carlo.

Archivo: MC-136


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ESTUDIO DE PROPIEDADES ÓPTICAS NO LINEALES DE EXCITONES CONFINADOS EN PUNTOS CUÁNTICOS CON SIMETRÍA CILÍNDRICA Hanz Y. Ramírez, Jefferson Flórez, y Angela S. Camacho Departamento de Física, Universidad de Los Andes, Bogotá, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

En este trabajo estudiamos contribuciones no lineales a propiedades ópticas de importancia para aplicaciones tecnológicas, tales como coeficientes de absorción e índices de refracción, en excitones confinados en puntos cuánticos con simetría cilíndrica y bajo la influencia de un campo magnético axial. El confinamiento es modelado por medio del ampliamente utilizado potencial armónico. Las frecuencias en el plano y en la dirección transversal se relacionan a través de un parámetro libre que permite controlar el factor de forma del punto. Las energías propias y las funciones de onda de los estados excitónicos son halladas con el método de configuración interacción (CI), utilizando bases de estados de dos partículas construidas a partir de estados de partícula individual que involucran hasta orbitales “g”. Los términos cuadráticos de la polarización son calculados con base en un modelo de matriz densidad para dos estados. Como principal resultado de este estudio, se encuentran regímenes de factor de forma, energías de confinamiento, y campo externo, donde las contribuciones no lineales producen modificaciones significativas en la respuesta óptica lineal del sistema, las cuales resultan de potencial utilidad en el diseño y desarrollo de dispositivos optoeléctronicos basados en sistemas 0D.

Archivo: MC-137

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CALCULOS AB INITIO DE NANOTUBOS MgO/Fe3O4 CORE/SHELL L. Duque1,5*, S. López-Moreno2, J. Mejía-López3, A. H. Romero4, J. Mazo-Zuluaga5 1

3

Grupo de Física teórica, Aplicada y Didáctica, Facultad de ciencias, Instituto Tecnológico Metropolitano, Calle 73 No 76A-354 Medellín, Colombia. 2 Departamento de Física Fundamental II, Instituto de Materiales y

Nanotecnología Universidad de La Laguna, La Laguna 38205, Tenerife, Spain. Facultad de Física, Pontificia Universidad Católica de Chile, Casilla 306, Av. VicuñaMackenna 4860, Santiago 22, Chile. Center for the Development of Nanoscience and Nanotechnology-CEDENNA, 917-0124 Santiago, Chile. 4 CINVESTAV-Queretaro Libramiento Norponiente No 2000 Real de Juriquilla 76230 Queretaro, Qro, México. 5 Grupo de Estado Sólido, Grupo de Instrumentación Científica y Microelectrónica, Instituto de Física, Universidad de Antioquia. A.A. 1226, Medellín, Colombia. *[email protected]

Presentamos resultados de los cálculos estructura electrónica para nanotubos de magnetita y óxido de magnesio, así como cuando se encuentran ensamblados en una estructura coreshell, sobre la base de la aproximación GGA + U. Los nanotubos tienen una longitud igual a la constante de red de la magnetita, es decir, 0.8396 nm y un radio externo de 7 nm e interno de 3 nm. La carga y la magnetización de cada uno de los tubos es computada y se observa cambios importantes en los momentos magnéticos en algunos átomos de Fe de la magnetita cuando se analiza el nanotubo con núcleo de MgO. Así mismo, este último presenta una configuración energética más baja que cuando se encuentra sin core de MgO. Las características aislantes del óxido de magnesio se conservan cuando forma nanotubos y la magnetita con núcleo de MgO muestra un gap más amplio que cuando carece de núcleo. Adicionalmente se analizan las mismas estructuras mencionadas cuando son sometidas a estiramientos y compresiones.

Archivo: MC-138


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DESIGUALDAD DE BOGOLIUBOV APLICADA AL ESTUDIO DE SISTEMAS MAGNÉTICOS L. Duque1,3*, E. A. Velásquez2,3, J. Mazo-Zuluaga3, J. Restrepo3, 1

Grupo de Física teórica, Aplicada y Didáctica, Facultad de ciencias, Instituto Tecnológico Metropolitano, Calle 73 No 76A-354 Medellín, Colombia. 2 Universidad de San Buenaventura, Carrera 56C No. 51-90, Medellín, Colombia. 3 Grupo de Estado Sólido, Grupo de Instrumentación Científica y Microelectrónica, Instituto de Física, Universidad de Antioquia. A.A. 1226, Medellín, Colombia. *[email protected] Usamos el método variacional basado en la desigualdad de Bogoliubov para estudiar el comportamiento magnético de sistemas de hierro con estructura bcc en forma esférica, cilíndrica, cúbica y de paralelepípedo. En el método se utilizan condiciones de frontera libres deducidas para cada uno de las geometrías, construidas según el número de átomos con estructura bcc que quedan dentro de la correspondiente geometría. Para el cálculo de las propiedades magnéticas se utiliza el procedimiento desarrollado por L. G. Ferreira et al, donde se consideran interacciones a primeros vecinos y sin considerar contribuciones de campo magnético externo. Los cálculos se realizan en un ensamble canónico obteniendo la minimización de energía libre de Helmholtz para sistemas conformados por espines individuales y por parejas. Los resultados muestran los comportamientos de las propiedades magnéticas para las geometrías consideradas de α hierro, en donde se puede ver que cuando los sistemas crecen, se obtiene una tendencia hacia el comportamiento en bulk del material, donde la temperatura crítica es 1043 K. Además se muestra una notable disminución en la temperatura crítica de todas las geometrías con respecto a la del ‘bulk’.

Archivo: MC-139

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CÁLCULOS AB INITIO DE ÓXIDOS DEL GRUPO 2 A PARTIR DE LA TEORÍA DE LA DENSIDAD FUNCIONAL (DFT) W.Y.Córdoba1*, W. O. Sosa1,2, J. Otalora1, J. Arbey Rodríguez2 1

Escuela de Física: Grupo de Física de Materiales, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja 2 Departamento de Física: Grupo de Estudio de Materiales, Universidad Nacional de Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected] Los óxidos de tierras alcalinas en especial MgO, BaO, CaO, SrO, son compuestos que presentan una gran variedad de aplicaciones tecnológicas que van desde aplicaciones en catálisis hasta la microelectrónica. Estos son componentes importantes de la parte inferior del manto terrestre y sus propiedades bajo estas condiciones (elevadas presiones) han sido un área de intensivo estudio. Además, estos compuestos han servido en el pasado como óxidos prototipos para probar teorías semi-empíricas y cálculos de primeros principios. Dentro de las tantas aplicaciones de estos tenemos, el óxido de magnesio es un especie de catalizador de referencia entre los de base sólida, en especial se utiliza como catalizador de hidrocarburos, para la descomposición de metanol y etanol, hidrogenación de alquenos, entre otros, también tiene propiedades como el de la alta resistencia a la radiación, transparencia en el infrarrojo, y fuerza mecánica, el óxido de bario se usa como recubrimiento para cátodos calientes y en tubos de rayos catódicos además es utilizado para fabricación de materiales superconductores tales como el YBaCuO, el óxido de calcio es uno de los catalizadores heterogéneos más utilizados en base para la transesterificación de aceite vegetal para la producción en general de biodiesel propiedades en condiciones de alta presión. El óxido de estroncio se utiliza en catálisis para procesos de oxidación-reducción y absorción en superficies tanto a nivel experimental como a nivel teórico, así como propiedades termodinámicas y elásticas a alta presión, formación de defectos puntuales propiedades ópticas como fotoluminiscencia, emisión fotoeléctrica y emisión termoiónica en películas delgadas. La importancia de estos materiales nos lleva a realizar estudios de sus propiedades estructurales y electrónicas mediante cálculos ab-initio, usando el formalismo de la Teoría del Funcional Densidad (DFT) y el método de ondas planas aumentadas y linealizadas (FPLAPW), como está implementado en el paquete Wien2k. El análisis estructural es basado en el ajuste de la energía del solido a la ecuación de estado de Murnaghan, con el objeto de determinar constantes tales como la energía de cohesión, módulo de volumen, y parámetro de red. En cuanto al análisis electrónico se realiza la estructura de bandas y la densidad de estados, teniendo en cuenta las dos polarizaciones del espín.

Archivo: MC-140


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HETEROESTRUCTURA GaN/AlN DOPADA CON HIERRO César Ortega López1*, Nicolas de la Espriella Velez1, Luis Sanchez Pacheco1 1


En este trabajo se examinan las propiedades electrónicas y magnética de la heteroestructura GaN/AlN(0001) dopada con Fe con concentraciones de Fe del 6.25 % y 12.5 % en los sitios sustitucionales de Ga y Al, respectivamente. Los cálculos se realizan usando la teoría del funcional de la densidad (Density Functional Theory, DFT) y el método ondas planas aumentadas y linealizadas en la versión de potencial completo (Full Potential Linearized Augmented Plane Waves, FP-LAPW) como se implementa en el código WIE2k. Los efectos de correlación e intercambio se tratan usando la aproximación de gradinte generalizado (Generalized Gradient Approximation, GGA) of Perdew, Burke y Ernzerhof (PBE) y la aproximación densidad de espín local (Local Spin-Density Approximation, LSDA). En todos los casos, diferentes concentraciones de Fe en los diferentes sitios de Ga y Al, se encuentra que las heteroestructuras poseen un ordenamiento ferromagnética. Además, los momentos magnéticos de las heterostructuras, decrecen con el incremento de la concentración de Fe en los sitios susticionales de Ga y Al, respectivamente.

Archivo: MC-141

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Absorption effects on the photonic band structure in Cantor-like quasiperiodic photonic crystals J. R. Mejía-Salazar and N. Porras-Montenegro Departamento de Física, Universidad del Valle, Cali, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

In a previous work1 authors have investigated the propagation of light incident upon a 1D photonic superlattice consisting of successive stacking of alternate layers of a right-handed nondispersive material and a metamaterial, arranged to form a Cantor-like fractal, showing the existence of plasmon-polariton excitations and its strongly dependence on the Cantor step number N and that the number of plasmon-polariton bands corresponds to the number 2N−1 of metamaterial layers within the unit cell. In the present work using the transfermatrix approach we have performed a theoretical study of the absorption effects on the photonic band structure in this type of photonic crystals, demonstrating that the absorption spectra also depends on the Cantor step number N, and specifically that the plasmonpolariton spectra depends on the strength of the absorption effects.

Archivo: MC-142


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VIBRACIONES ELECTROMECANICAS EN NANOTUBOS DE CARBONO G. Ruiz y A. Camacho Departamento de Física: Grupo de Física de la Materia Condensada, Universidad de los Andes *Email del Autor correspondiente: [email protected] Los nanotubos de carbón (CNTs) son buenos candidatos para sistemas nanoelectromecánicos (NEMSs), con aplicaciones en nano-dispositivos debido a sus propiedades eléctricas y mecánicas. Una de las ventajas que presentan los NEMS debido a su pequeño tamaño y masa es el aumento de la frecuencia natural de vibración angular directamente proporcional a la disminución de longitud, lo que proporciona una alta frecuencia de respuesta, es decir, respuestas rápidas a las variaciones. Las vibraciones de sistemas unidimensionales bajo la influencia de una fuerza son interesantes para aplicaciones tales como osciladores mecánicos. Estos sistemas se comportan de manera diferente dependiendo de la tensión, de la fuerza y de la relación geométrica sección transversal-largo de los nanotubos. En el presente trabajo estudiamos numéricamente las vibraciones electromecánicas de los CNTs que son una importante herramienta para la caracterización del modulo de Young y otros parámetros físicos de los nanotubos. Presentamos simulaciones realizadas en Comsol de arreglos de CNTs colocados en una placa. Mostramos que las oscilaciones colectivas pueden ser moduladas por la influencia de un campo eléctrico externo variable, como se ha reportado teóricamente, y observamos la dependencia de la longitud, radio y separación de los CNTs en las frecuencias de vibración.

Archivo: MC-143

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SUSTITUCIONES DE Ga POR Al EN LOS COMPUESTO TIERRA RARA XGa2 Juliet Dita Casiano1*, Diego Rasero Causil1, Luis Sanchez Pacheco1 1


En este trabajo se estudia el efecto de las sustituciones de Ga por Al en las propiedades estructurales y electrónicas de los compuestos tierras raras XGa2 (X=Pr, Ho, Dy y Tb) en la estructura hexagonal, tipo AlB2. Los cálculos se realizan, usando un cálculo de primeros principios dentro del marco de la teoría del funcional de la densidad (Density Functional Theory, DFT) y el método ondas planas aumentadas y linealizadas en la versión de potencial completo (Full Potential Linearized Augmented Plane Waves, FP-LAPW) como se implementa en el código WIE2k. Los efectos de correlación e intercambio se tratan usando la aproximación de gradinte generalizado (Generalized Gradient Approximation, GGA) of Perdew, Burke y Ernzerhof (PBE) y PBE0. A partir de la densidad de estados (DOS), se encuentra que los compuestos presentan comportamiento metálico y exhiben propiedades magnéticas, debidas principalmente a la polarización de espín de los orbitales fX del elemento tierra rara.

Archivo: MC-144


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ESTUDIO DE PRIMEROS PRINCIPIOS DE LOS COMPUESTOS Fe2VAl1-xSix Diego Rasero Causil1*, Franklin Peniche Blanquiceth1, César Ortega López1 1

Departamento de Física y Electronica: Grupo Avanzado de Materiales y Sistemas Complejos GAMASCO, Universidad de Cordoba *Email del Autor correspondiente: [email protected]

En este trabajo se estudian las propiedades estructurales y electrónicas de los compuestos Fe2VAl1-xSix (x=0, 0.5 y 1) en una estructura cúbica, tipo Heusler. Los cálculos se realizan usando la teoría del funcional de la densidad (Density Functional Theory, DFT) y el método ondas planas aumentadas y linealizadas en la versión de potencial completo (Full Potential Linearized Augmented Plane Waves, FP-LAPW) como se implementa en el código WIE2k. Los efectos de correlación e intercambio se tratan usando la aproximación de gradinte generalizado (Generalized Gradient Approximation, GGA) of Perdew, Burke y Ernzerhof (PBE) y la aproximación densidad de espín local (Local Spin-Density Approximation, LSDA). Se encuentra que a medida que la concentración de Si aumenta, la constante de red decrece y el módulo de volumen crece. Esto es, el material se vuelve cada vez más rígido con el aumento de la concentración de Si. A partir de la densidad de estados (DOS), se encuentra que los compuestos Fe2VAl, Fe2VAl0.5Si0.5 y Fe2VSi son: no magnético, ferromagnético y anti-ferromagnético, respectivamente.

Archivo: MC-145

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PROPIEDADES TRIBOLÓGICAS DE MULTICAPAS NANOESTRUCTURADAS DE AL2O3/YSZ CRECIDAS SOBRE ACEROS AISI 304 Y H13 N A. de Sánchez1*, K. J. Quintana2, H. E. Jaramillo1 1

Grupo Ciencia e Ingeniería de Materiales, Centro de Excelencia en Nuevos Materiales , Programa Ingeniería Mecánica, Universidad AUTONOMA DE OCCIDENTE, Cali, Colombia 2 Escuela de Ingeniería de Materiales, Universidad del VALLE, Cali Colombia. *[email protected]

RESUMEN .

Este trabajo de investigación presenta el estudio tribológico de recubrimientos nanoestructurados de Al2O3/YSZ en forma de película delgada para su aplicación en dispositivos de alto desempeño que son sometidos a altas temperaturas de trabajo. En el desarrollo de este trabajo se evaluaron las propiedades tribológicas, de recubrimientos de barrera térmica, (TBC) depositados sobre aceros AISI 304 y H13 mediante la técnica de magnetrón sputtering las técnicas de Pin on Disk y Scracht test para evaluar la resistencia al desgaste y el coeficiente de fricción de los recubrimientos, así como un análisis óptico por medio de Microscopia Electrónica de Barrido, SEM, para determinar los mecanismos de desgaste presentados en estos recubrimientos. La prueba de desgaste mostró que el recubrimiento de Al2O3/YSZ depositado sobre sustrato AISI H13 fue más resistente al desgaste que los depositados sobre el sustrato de acero AISI 304, se notó un incremento del desgaste con el incremento del número de bicapas. Los mayores valores de carga crítica se presentaron en los recubrimientos depositados sobre el sustrato de acero AISI 304, con lo que permitió inferir que los recubrimientos depositados sobre este acero presentaron en general un mejor comportamiento tribológico frente a los depositados sobre Acero AISI H13. Este hecho se corroboró con la técnica de microscopia electrónica de barrido SEM en la que se evidenció la falla de spallation en el borde de la huella para todos los sustratos. Keywords: Recubrimientos nanoestructurados de Al2O3/YSZ, comportamiento tribológico, Pin on Disk, Scratch Test, Microscopia Electrónica de Barrido.

Archivo: MC-146


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ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y TERMOGRAVIMÉTRICO DE LA MANGANITA La0.7Sr0.3MnO3 G. Campillo1*, O. Arnache1, A. Gil 1, E. Baca2, R. Castillo3 y J. Osorio1 1

2

Instituto de Física: Grupo de Estado Sólido, Universidad de Antioquia Departamento de Física: Grupo de Ingeniería de Nuevos materiales, Universidad del Valle 3 Departamento de Física: Grupo de Transiciones de Fase, Universidad del Valle *Email del Autor correspondiente: [email protected]

La manganita La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), ha sido un sistema ampliamente estudiado por ser un material muy prometedor en diversas aplicaciones como dispositivos magnéticos de almacenamiento y más actualmente, como celdas combustibles de óxidos sólidos. En el presente trabajo se ha realizado un estudio de caracterización de la manganita La0.7Sr0.3MnO3, preparada en bloque mediante el proceso de reacción química de estado sólido, usando diferentes técnicas magnéticas y estructurales. Las medidas de rayos X mostraron los picos característicos de la fase perovskita de LSMO para las diferentes orientaciones cristalinas y en el análisis EDX se pudo corroborar la presencia de todos los componentes de este sistema. Adicionalmente, la micrografía electrónica de barrido SEM, mostró un tamaño de grano promedio alrededor de 800 nm, y una baja porosidad en la estructura, como se esperaría de la técnica de preparación usada. Mediante la técnica de termogravimetría (TGA) asistida con campo magnético, se pudo observar una pérdida abrupta en el porcentaje de peso de la manganita entre 70 y 100º C, con un punto de inflexión alrededor de los 92º C (365 K) que además es asociado con la temperatura crítica de Curie. Este resultado concuerda muy bien con la temperatura del punto de inflexión de la transición magnética, observada en la medida de magnetización en función de la temperatura, la cual mostró una temperatura de Curie alrededor de 360 K.

Archivo: MC-147

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CÁLCULO DE LAS CONSTANTES ÓPTICAS E IDENTIFICACIÓN DE LA FASE DE COMPUESTOS BINARIOS PARA SER USADOS EN LA FABRICACIÓN DE LA CAPA ACTIVA Cu2ZnSnSe4 EN CELDAS SOLARES J.M. Murillo1, A. Dussan1, Heiddy P. Quiroz1, M. E. Bernal1, G. Gordillo1 1 Dpto. Física – Universidad Nacional de Colombia – Bogotá. *[email protected] En el estudio de nuevos materiales para aplicaciones fotovoltaicas, han surgido algunos compuestos cuaternarios promisorios para dichas aplicaciones. Estos materiales tienen estructura kesterita y son dispuestos en compuestos Cu2ZnSn(S,Se)4. En el presente trabajo se fabricaron los compuestos binarios Cu2Se, ZnSe y SnSe2 mediante las técnicas de evaporación y deposición química. A partir de las medidas de transmitancia espectral en función de la longitud de onda se calcularon las constantes ópticas: coeficiente de absorción (α), índice de refracción (n) y banda de energía prohibida (Eg). El espesor de las muestras obtenido a partir de medidas de perfilometría fue de alrededor de 700 nm. Las medidas de difracción de rayos x permitieron identificar la fase de crecimiento del compuesto y su potencial aplicación en la fabricación del cuaternario para ser dispuesto como capa activa en la fabricación de celdas solares.

Archivo: MC-148


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Estudio de pozos cuánticos dobles mediante primeros principios: Entendimiento microscópico de propiedades macroscópicas Arcesio Castañeda 1, Rafael M. Gutiérrez1, Alejandro Santana1* 1

Grupo Sistemas Complejos, Universidad Antonio Nariño *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Resumen El estudio de heterostructuras semiconductoras es un campo muy activo en la física de materiales. Específicamente, el estudio de pozos cuánticos atrae una especial atención por su importancia en la fabricación de dispositivos optoelectrónicos entre otras aplicaciones. Tradicionalmente, estos sistemas han sido estudiados bajo dos suposiciones fundamentales de la teoría de masa efectiva. La primera establece que los efectos microscópicos del material son tenidos en cuenta en el cambio de la masa del portador de carga (aproximación de masa efectiva). La segunda propone que el potencial efectivo de la heteroestructura que actúa sobre el portador de carga es descrito por el alineamiento de las diferentes estructuras de bandas. En este trabajo se estudia un pozo cuántico doble de arseniuro de galio (GaAs) y arseniuro de aluminio (AlAs) con estructura “zinc-blenda” dentro de la teoría de la densidad funcional implementado en el programa ABINIT. El sistema es modelado utilizado la técnica de supercelda. La correspondiente relajación electrónica de las heteroestructuras se realiza utilizando la aproximación local de la densidad. Los potenciales macroscópicos son obtenidos a partir de las interacciones microscópicas de los constituyentes mediante el uso de la técnica de nano-suavizado. Los resultados de la correspondiente función de onda calculada bajo este esquema son comparados con los obtenidos bajo la aproximación de masa efectiva encontrado una buena concordancia a nivel cualitativo entre los dos esquemas pero con interesantes detalles que los distinguen.

Archivo: MC-149

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CARACTERIZACIÓN DEL ELECTROLITO POLIMÉRICO BASADO EN PVA + H3PO4 + TiO2 M. E. Fernández1*, J. E. Diosa1, E.M. Materon2, P. R. Bueno2, R. A. Vargas1 1

Departamento de Física: Grupo de Transiciones de Fase en Sistemas No Metálicos, Universidad del Valle. Cali-Colombia 2 Departamento de Físico-Química: Laboratorio Interdisciplinar de Electroquímica y Cerámica, Universidad Estadual Paulista, Araraquara-Brasil *[email protected]

En este trabajo usamos poli vinyl –alcohol (PVA) y ácido hipofosfórico (H3PO4), en razón P/OH 0.15, para sintetizar una serie de membranas dopadas con nanopartículas de oxido de titanio (TiO2) en diferentes concentraciones (x= 0.0, 2.5, 5.0, 7.5 y 10%). Las muestras fueron sintetizadas usando el método de solution casting y luego secadas por evaporación lenta, obteniendo membranas de espesor ~0,01mm. Las membranas fueron caracterizadas usando las técnicas, calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría (TGA), espectroscopía infra-rojo (IR), difracción de rayos x (DRX) y espectroscopía de impedancias (IS). Los termogramas DSC muestran una anomalía alrededor de 70oC asociada con la temperatura de transición vítrea y las curvas e TGA muestran un cambio abrupto en la pérdida de masa, que inicia alrededor de 160oC, y está asociado al proceso de descomposición; en los espectros de FTIR se observa un corrimiento en los perfiles de las bandas de absorción con la concentración; los estudios de las propiedades dieléctricas como función de la frecuencia se realizaron de 100Hz a 5MHz, en un rango de temperatura de 20 a 120oC y observó que la conductividad dc es sensible a la temperatura y a la concentración de TiO2 mostrando valores en el rango de 10-5 a 10-4 (Scm-1). El valor más alto de conductividad se presentan para la concentración x=5.0% a una temperatura de 70oC y está alrededor de 1.4x10-4Scm-1 coincidiendo con la temperatura de transición vítrea donde se presenta mayor amorficidad en el polímero.

Archivo: MC-150


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PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y ELECTRÓNICAS DEL COMPUESTO Sc0.5In0.5P.

Javier Molina Coronell1, William López Pérez1, Rafael González Hernandez1 1

GFMC. Departamento de Física. Universidad del Norte, A.A.1569, Barranquilla.

RESUMEN

Hemos realizado cálculos de primeros principios para determinar las propiedades estructurales y electrónicas del compuesto Sc0.5In0.5P, en las estructuras zinc blenda y NaCl. Para los cálculos utilizamos el método de ondas planas aumentadas y linealizadas con potencial completo (FP-LAPW) en el marco de la teoría del funcional densidad (DFT). Para representar los efectos de intercambio y correlación empleamos las aproximaciones de densidad local (LDA) [1] y de gradiente generalizado (GGA); con el novedoso potencial de Wu-Cohen [2], el potencial Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) [3] y Engel-Vosko [4], como está implementado en el paquete Wien2k. Para representar las esferas atómicas adoptamos radios muffin-tin 2.4, 1.65 y 1.60 para el In, P y Sc, respectivamente. Para la estructura NaCl adoptamos una celda tetragonal de 4 átomos Pa/mmm del grupo espacial 123, mientras que para la fase zincblenda escogimos la estructura tetragonal P-4m2 del grupo espacial 115. Se encontró que la fase más estable corresponde a la estructura NaCl con constantes de red 3.858 Å, 3.813 Å y 3.777 Å para los potencial PBE, WC y LDA, respectivamente. Analizamos en detalle la estructura de bandas y la densidad de estados en la fase más estable, encontrando para los potenciales estudiados un comportamiento conductor. [1] [2] [3]

[4]

J.P. Perdew, Y. Wang, Phys. Rev. B 45 (1992) 13244. Z. Wu, R. E. Cohen, Phys. Rev. B 73, 235116 (2006). J.P. Perdew, S. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 3865.

E. Engel, S.H. Vosko, Phys. Rev. B 47 (1993) 13164.

Autor correspondiente: [email protected]

Archivo: MC-151

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SÍNTESIS POR SOL-GEL DE PELÍCULAS DELGADAS EN EL SISTEMA La0.7Sr0.3MnO3 DEPOSITADAS POR SPIN COATING María Mera1, Jenny Mera1, Carlos Córdoba1, Oswaldo Morán2 1

2

Centro de Investigación en Materiales, Universidad de Nariño Escuela de Física: Grupo de Cerámicos y Vítreos, Universidad Nacional de Colombia sede Medellín *Email: [email protected]

En este trabajo se sintetizaron y caracterizaron películas delgadas de La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), denominadas manganitas, pertenecientes a la familia de los óxidos de manganeso. Actualmente estos materiales son de gran interés por su potencial aplicación en la industria de grabación magnética, como son los dispositivos de almacenamiento masivos o espintrónica, donde dicho término hace referencia a todos los fenómenos relacionados con la influencia del spin electrónico sobre los fenómenos de transporte en sólidos. Las películas delgadas se prepararon por el proceso sol gel, empleando para ello ácido cítrico y etilenglicol en una relación molar 4:1 y los nitratos de los metales en una relación 1M. Los soles se depositaron por la técnica spin-coating, usando el equipo spinner fabricado en el Centro de Investigación en Materiales de la Universidad de Nariño, a una velocidad de 3000 rpm en substratos de titanato de estroncio previamente desengrasados. Cada capa se secó en a 350ºC durante 60s. La cristalinidad de las películas así como las fases presentes se estudiaron por difracción de rayos-X (DRX) encontrándose que las películas son de naturaleza policristalina y presentan estructura pseudo cúbica. En cuanto a la microscopia electrónica de barrido SEM, se observa una superficie uniforme con un tamaño de poro entre 0,5 y 2,0µm. Finalmente, el espesor de la monocapa de LSMO se calculó por el método de la envolvente obteniéndose espesores alrededor de los 100 a los 150nm.

Archivo: MC-152


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ESTUDIO ESTRUCTURAL Y ELECTRONICO DEL Ti0.5 X0.5 (X = Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl y Ar) D. Pacheco S.1, L.C. Jimenez B.2, J. H.Díaz F3. 1

Licenciatura en Física, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. 2 Departamento de Física: Grupo de Películas Delgadas, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá D.C., Colombia, 3 Licenciatura en Física, Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

RESUMEN . En este trabajo presentamos un análisis comparativo del cambio de las propiedades estructurales y electrónicas del Ti con incorporación de elementos del periodo 3 de la tabla Periódica. El estudio se realizó a partir de cálculos de primeros principios empleando la Teoría del Densidad Funcional. Los elementos que se incorporaron sustitucionalmente en la estructura fueron X = Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl y Ar en una concentración fija de 0.5. Se compara la tendencia de aumento de la constante de red y el crecimiento de la energía del Ti0.5 X0.5 con el radio atómico y el radio covalente del respectivo elemento. .

Archivo: MC-153

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ESTUDIO DEL TENSOR DE POLARIZABILIDAD ELECTROMAGNÉTICO DE PARTÍCULAS PLANAS A PARTIR DEL MÉTODO DE LOS MOMENTOS W. A. Hernández, J. P. del Risco, J. D. Baena Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad Nacional de Colombia *[email protected] En electromagnetismo computacional se entiende por Método de los Momentos (MoM = Method of Moments) a la resolución de un conjunto de ecuaciones integrodiferenciales, todas derivadas de las ecuaciones de Maxwell, mediante la expansión de alguna de las magnitudes relevantes, típicamente la densidad de corriente sobre el objeto dispersor, en un conjunto de funciones base. De esa manera las ecuaciones integrodiferenciales se convierten en un sistema de ecuaciones lineales donde las incógnitas son los pesos de la expansión propuesta para la corriente. Este método es bien conocido [R. F. Harrington, “Field Computation by Moment Methods”, 1982]. En este trabajo se pretende primero implementar un código en Fortran para estudiar el scattering de ondas electromagnéticas por parte de objetos metálicos planos. Una vez construido, éste se utilizará para simular la respuesta del Split Ring Resonator (SRR) propuesto por Pendry en 1999 [J. B. Pendry et al., IEEE Trans. Microwave Theory & Techniques, 47, 2075, 1999.]. Esta partícula ha sido de gran interés porque un arreglo periódico de estas se comporta como un medio de permeabilidad magnética resonante sin necesidad de utilizar medios magnéticos, sino sólo metal. Además, esta partícula permite el desarrollo de medios con índice de refracción negativo cuando se mezcla con hilos metálicos rectilíneos [D. R. Smith et al., Physical Review Letters 84, 4184, 2000.]. Este interés justifica el desarrollo de códigos especializados en la resolución numérica eficiente del SRR y de resonadores similares.

Archivo: MC-154


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DISEÑO DE METAMATERIALES ELECTROMAGNÉTICOS Y SU APLICACIÓN AL DISEÑO DE CAPAS DE INVISIBILIDAD EN 2D. D. A. Torres, J. J. Alonso, J. D. Baena* Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad Nacional de Colombia *[email protected] Los metamateriales electromagnéticos son heteroestructuras artificiales compuestas de elementos metalo-dieléctricos que presentan propiedades de propagación exóticas que no se encuentran en medios naturales. Por citar unos ejemplos, actualmente se investiga en el desarrollo de medios con índice de refracción negativa, que permiten el diseño de lentes planas perfectas [J. B. Pendry, 2000], y también se ha propuesto la posibilidad de desarrollar capas de invisibilidad [J. B. Pendry, 2006]. Estas últimas son estructuras que rodean a una región del espacio con tensores de permitividad eléctrica y permeabilidad magnética tales que la radiación electromagnética incidente rodea a la región interna como si nada existiera, independientemente de la naturaleza del objeto que se sitúe en el interior. La idea se basa en la propiedad de invariancia de las ecuaciones de Maxwell bajo una transformación espacial. Aunque el problema se puede tratar en 3D, en este trabajo de grado nos centraremos en estructuras 2D, lo que significa que la estructura es simétrica frente a traslación en un eje del espacio y el vector de onda incidente está contenido en el plano transversal. Para comprobar la teoría se utilizarán dos métodos numéricos diferentes: Finite Difference Time Domain (FDTD) y Method of Moments (MoM). Posteriormente se realizarán mallados de algunas estructuras de invisibilidad 2D previamente propuestas por otros autores, las cuales serán simuladas con los códigos anteriores. Finalmente, se obtendrán resultados y se realizará una comparación de la eficiencia de ambos métodos numéricos.

Archivo: MC-155

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Estudio de las propiedades magnéticas del sistema Tb0.253Fe0.747 aleadas a 48 horas por molienda mecánica. D. A. Granada1*, D.Maria Betancourth Giraldo1, Y. Rojas Martinez1, H. Bustos Rodríguez1, D. Oyola Lozano1 1

Departamento de Física: Grupo de Ciencia de Materiales y Tecnología plasma, Universidad del Tolima *Email del Autor correspondiente: dalagranada @gmail.com

Las aleaciones amorfas de tierras raras y metales de transición (TR-MT) se caracterizan por una significativa variedad de propiedades magnéticas, eléctricas, mecánicas y magnetoópticas de gran interés para la construcción de sistemas de almacenamiento de información y dispositivos magnéticos de control. Las aleaciones de TR-MT son los únicos materiales que presentan al mismo tiempo alta anisotropía uniaxial con el eje perpendicular al plano de la película y estructura amorfa ferro-magnética que es posible obtenerlas con un amplio rango de contenido de tierras raras. En este trabajo, se prepararon aleaciones en la composición Tb0.257Fe0.743. La aleación de los polvos se realizo a partir de precursores químicos de alta pureza Tb (99.999%) y Fe (99.999%) en un molino planetario pulverizador FRISH 7 en una atmósfera de argón durante 48 horas, para poder controlar la atmosfera dentro de las jarras fue necesaria el diseño y construcción de una cámara de guantes con la cual pueden controlar diversas atmosferas, dentro de las jarras. Se estudiaron los polvos una vez aleados. Se investigaron las propiedades estructurales por medio de difracción de rayos x, las líneas de Fe se observan muy anchas y de poca intensidad, mostrando que la energía transferida a las partículas de polvo durante las colisiones es tan grande que facilita la mayor tendencia a la amorfización basada en un alto desorden cristalino a partir del cual se hace posible la transición al estado amorfo que se presenta como nano granos, las propiedades magnéticas se estudiaron a partir de curvas de histéresis obtenidas por la técnica de VSM (Magnetómetro de Muestra vibrante) donde se pudo encontrar los valores correspondientes al campo Coercitivo (Hc) , magnetización de saturación (Ms), Magnetización de Remanecía (Mr). (Se mostró que las muestras son magnéticamente blandas dado que sus ciclos son angostos, con campos coercitivos que van de 101.57 gauss y una baja remanencia de 30 emu/g, además se realizo espectroscopia Mössbauer de transmisión a temperatura ambiente. Los espectros Mossbauer presentan una fase ferromagnetica y una fase paramagnética.

Archivo: MC-156


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Title: Band structure in superconductor-dielectric photonic crystals with a dielectricmetamaterial pair defect Authors

G. Becerra O.1and J.C. Granada E.2 1

Universidad Libre Seccional Cali. Fac. de Ingenierías, A.A. 25162 2 Universidad del Valle, Dep. deFisica, A.A. 25360, Cali

Abstract: We have studied a dielectric-metamaterial pair defect embedded in a one-dimensional photonic crystal, consisting of alternating dielectric-superconductor slabs. Transmission coefficient and electromagnetic propagator are calculated by means of the transfer matrix analytical method. We discuss the case when the superconducting slab occupies a major percentage of the unitary cell of the photonic crystal and a low-frequency plasma gap exists associated to the non-zero density of superconductor carriers.An additional gap exists which is not related to the translational symmetry of the system in the frequency regions where the refractive index of the metamaterial is negative and the average refractive index of the pair defect is null. It is shown that the physical parameters have less effect on the defect modes with frequencies under the cutoff superconductor frequency. The pair defect can introduce localized modes in the stop bands of the ideal system where the metamaterial refraction index is positive. Key Words: Photonic crystals, defect pair, superconductor, metamaterials. Dirección e-mail: [email protected]

[email protected]

Archivo: MC-157

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MEDICION DE MAGNETORRESISITENCIA EN LA PEROVSKITA La0,67(Ca0,65Ba0,35)0,33MnO3, DOPADA CON PLATA Y CON OXIDO DE COBRE Julio Enrique Muñoz Burbano1, Darío Fernando Fajardo Fajardo2, Jenny Alejandra Mera Córdoba3 1

Departamento de Electrónica: Grupo de Instrumentación y Sistemas Inteligentes, Centro de Investigación en Materiales, Universidad de Nariño [email protected] 2 Departamento de Electrónica: Grupo de Instrumentación y Sistemas Inteligentes, Centro de Investigación en Materiales, Universidad de Nariño [email protected] 3 Centro de Investigación en Materiales Universidad de Nariño, Grupo de Materiales Cerámicos [email protected]

Se sinterizó un material del tipo perovskita de composición La0,67(Ca0,65Ba0,35)0,33MnO3, (LCBMO). Los reactivos necesarios para la preparación fueron disueltos en ácido nítrico. Luego se calcularon las cantidades necesarias de este y etilenglicol los cuales actuaron como agentes quelantes. Se obtuvo una solución transparente y homogénea, la solución se evaporó por calentamiento hasta obtener un gel marrón. El gel se precalentó a 300C durante dos horas con el fin de eliminar materiales orgánicos y luego se llevó a 900C durante 5 horas hasta obtener el polvo de LCBMO. Se obtuvieron tres diferentes composiciones de LCBMO, una directamente con el material sinterizado, la cual sirvió como referencia, una segunda fue dopada con plata pura y otra oxido de cobre. Las tres composiciones en forma de pastillas fueron sometidas a mediciones de resistencia por el método de las cuatro puntas a temperatura ambiente, los resultados obtenidos a 0.5T indican una variación apreciable de la magnetorresistencia.

Archivo: MC-158


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EFECTOS DE LA HIDRATACIÓN SOBRE LAS PROPIEDADES DEL TRANSPORTE ELECTRÓNICO A TRAVES DE CADENAS DE ADN. 1*

1

C. A. PLAZAS , A. C. Moscoso , R. R. REY-GONZALEZ 1

1

Grupo de Óptica e Información Cuántica, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá

*[email protected]

En las últimas décadas los científicos han puesto sus miradas en el ADN debido a las propiedades de autoensamble, reconocimiento y auto-‐reparación que ofrece esta molécula. A partir de estos comportamientos se ha pensado en las posibles aplicaciones que podría brindar la molécula de ADN en la física y últimamente en ingeniería. Dentro de las mediciones experimentales son de particular importancia las mediciones directas de transporte eléctrico en ADN. Sin embargo, los resultados experimentales reportados son diversos y contradictorios, señalando comportamientos eléctricos del ADN tipo conductor, semiconductor o aislante. Esta variedad en los resultados experimentales sobre la conductividad eléctrica, a través de un alambre fininito de ADN, hace necesario plantear modelos teóricos sencillos que nos permitan entender los fenómenos físicos básicos que ocurren en estos sistemas desordenados de baja dimensionalidad, y por ende, lograr controlar las propiedades electrónicas de estos sistemas mesoscópicos. En el caso particular del ADN, es de gran importancia el análisis de los efectos del desorden, inherente en este sistema y de la hidratación de las muestras en el transporte electrónico. En este trabajo modelamos un segmento de ADN como una cadena lineal teniendo en cuenta los efectos de hidratación. El sistema se describe por medio de un hamiltoniano dentro del modelo de amarre fuerte usando la aproximación de electrón independiente, con interacción a primeros vecinos y un orbital por sitio y usando el formalismo de Landauer determinamos la corriente en función del voltaje aplicado. Presentamos resultados para cadenas cortas (10 pares de bases) y largas (50 y 100 pares de bases) de ADN tipo A (Guanina-‐Citocina) y B (Adenina-‐Timina) con desorden correlacionado y no correlacionado.

Archivo: MC-159

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Efecto de las fronteras sobre el ruido de emisión en una juntura Grafeno – Superconductor

1

M. F. Duque1,* and C. A. Duque2

Grupo de Superconductividad y Nanotecnología, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia 2 School of Engineering, University of Warwick, Coventry CV4 7AL, UK *[email protected]

Una estructura de grafeno es un arreglo hexagonal de carbono que en el espacio recíproco presenta dos valles o puntos no - equivalentes K y K’. En tales puntos el espectro de energía es nulo. El grafeno presenta dos tipos de frontera denominados “zigzag” y “armchair”, según haya o no combinación de valles. En el presente trabajo se analizan los efectos de fronteras sobre el ruido de emisión (RE) en un sistema grafeno – superconductor. El efecto de las fronteras “zigzag” y “armchair” sobre RE a frecuencia nula es determinado mediante los coeficientes de reflexión electrón-electrón y electrón-hueco (reflexiones de Andreev). Tales coeficientes se hallaron mediante la soluciones de las ecuaciones de Bogolubov -De Gennes – Dirac. La dependencia del RE en términos de energía de excitación fue determinada para diferentes valores de dopaje. Se encontró que para dopajes menores o iguales al potencial de pares, RE es nulo únicamente para un valor de energía de excitación igual al dopaje. Se encontró también que el efecto de dispersiones K–K’ presente en la frontera “armchair” se intensifica con el dopaje del grafeno en estado normal.

Archivo: MC-160


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CAMBIO DE SIGNO DE LA INTERACCION DE INTERCAMBIO INTERFACIAL CON LA TEMPERATURA EN BICAPAS DE LSMO Lucero Alvarez Miño1*, Bruce Davdison2, Alexander Petrov2, Nicolas Salazar1 ,Alvaro Mariño3,, Andres Rosales Rivera1 1

Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales, Cra 27 # 64-60 Manizales, Colombia 2 Istituto Officina dei Materiali, IOM, Area Science Park Basovizza S.S. 14 Km 163.5, Trieste, Italia 3 Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá, Colombia *[email protected]

Resumen .

En este trabajo se presentan los resultados preliminares de la dependencia de la interaccion de intercambio interfacial (exchange bias) con la temperatura en bicapas de La1-xSxMnO3 (LSMO). Se estudiaron tres bicapas fabricadas mediante crecimiento epitaxial de haces moleculares asistido por ozono sobre sustratos de SrTiO3 (STO) orientados en la direccion (001). Las bicapas estan conformadas por una pelicula antiferromagnetica La0.35Sr0.65MgO3 de 100 celdas unitarias (c.u.), y una capa ferromagnetica La0.65Sr0.35MgO3 con espesores de 25, 50 y 100 c.u. respectivamente en los tres sistemas estudiados. Para determinar el campo de intercambio HE y el campo coercitivo Hc, las bicapas se enfriaron con campo aplicado paralelo a la superficie de la muestra y se tomaron curvas de histeresis en un rango de temperaturas entre 50K y 250K. Las mediciones obtenidas revelan un cambio en el signo de HE inicialmente negativo, es decir, con las curvas de histeresis desplazadas hacia la izquierda, a un HE positivo para T>100K, cuando las curvas de histeresis se desplazan levemente hacia la derecha. Por otro lado, el campo coercitivo decae en todos los casos con el aumento de la temperatura. Tal cambio de signo de la interaccion de intercambio se ha reportado en otros sistemas magneticos [1] pero, de acuerdo con la revision bibliografica hecha, no para sistemas de multicapas de manganitas.

Archivo: MC-161

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EFECTO DE LAS CONDICIONES DE MOLIENDA EN LAS PROPIEDADES MAGNETICAS Y ESTRUCTURALES DE LA COMPOSICION Fe50Al50, Y. Ramírez Sánchez1*, D. Oyola Lozano1, H. Bustos Rodriguez1, Y. A. Rojas Martínez1 y G.A. Pérez Alcázar2 1

Departamento de Física: Grupo de Ciencia de Materiales y Tecnología del Plasma. Universidad del Tolima. A.A 546, Ibagué, Colombia 2 Departamento de Física: Grupo Metalurgia física y teoría de transiciones de fase Universidad del Valle. A. A 25360, Cali, Colombia. * [email protected]; [email protected]

En este trabajo reportamos el estudio de las propiedades magnéticas y estructurales de la composición Fe50Al50 procesado por aleamiento mecánico en atmosfera de argón. Se usó un molino planetario de alta energía FritschPulverissete 5 con jarras y esferas de acero inoxidable. Las muestras se molieron por 48 horas a 280 r.p.m con esferas de 15 mm, 11 mm, 10 mm y 8 mm de diámetro. Los patrones de difracción de rayos X de todas las muestras molidas con esferas de diferente diámetro presentan la fase α-Fe y una fase tipo Fe-Al rica en Al, con parámetros de red 2.86 Å y 2.89 Å respectivamente. El espectro Mössbauer para la muestra molida con esferas de 15 mm de diámetro presenta un sitio ferromagnético mayoritario mientras las muestras molidas con esferas menores de 15 mm de diámetro presenta un sitio paramagnético con un área espectral mayor al 82% .

Archivo: MC-162


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CARACTERIZACIÓN ELÉCTRICA DE PELÍCULAS DE MoO3 OBTENIDAS POR ATOMIZACIÓN PIROLÍTICA. H. M. Martínez1, J. Torres1, L.D. López Carreño1, M. Rodriguez2 1

Departamento de Física: Grupo de Materiales con aplicaciones Tecnológicas, Universidad Nacional de Colombia-Sede Bogotá. 2 Departamento de Física: Grupo de Materiales, Universidad Nacional Autónoma de México, UNAM, Juriquilla-México *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN .

Se realizó el estudio de las propiedades eléctricas de películas delgadas de Trioxido de Molibdeno (MoO3) crecidas por la técnica de atomización pirolítica. Las películas fueron crecidas sobre sustratos de vidrio, utilizando como precursor una solución 0.1 M de Heptamolibdato de Amonio Pentahidratado ((NH3)6Mo7O24.4H2O) disuelto en agua desionizada, variando el volumen de aspersión de 4ml a 10ml y depositado a una temperatura de 523 K. Las películas se caracterizaron estructuralmente por difracción de rayos X, morfológicamente por microscopía electrónica de barrido, la composición química se determinó por espectroscopía de fotoelectrones (XPS) y con base en curvas I-V se realizó la caracterización eléctrica a diferentes temperaturas. Las películas obtenidas presentaron un crecimiento preferencial en la dirección (0k0) de la fase α-MoO3, el espesor de la película varío entre 500nm y 2.5 µm, las curvas I-V mostraron que las películas tienen un comportamiento óhmico en el rango de voltaje ±10 V, al variar la temperatura entre 150 y 500K se obtuvo que la conductancia eléctrica varió en el rango comprendido entre 10-9 y 10-5 Ω-1. A temperatura ambiente la conductancia aumentó desde 2.8x10-7 Ω-1 hasta 1.6 x 10-6 Ω-1 y hasta 2.43 x 10-6 Ω-1 cuando se expuso al CO y al H2O respectivamente.

Archivo: MC-163

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ESTUDIO DE LA TENSION SUPERFICIAL PARA SISTEMAS BINARIOS DE POLIOLES EN SOLUCIONES ACUOSAS A 20°C

G. Borja1*, M . Paez2 1

2

Departamento de Física: Universidad de Córdoba Departamento de Química: Universidad de Córdoba *[email protected] .

Se presentan medidas de densidad y tensión superficial para soluciones acuosas de 1,2pentanodiol, 2,4-pentanodiol, 1,4-pentanodiol, 1,5-pentanodiol, en la región diluida a 20,00 ± 0.01 °C. Las medidas de densidad fueron determinadas usando el método picnométrico, con una incertidumbre de ± 10 -5 gcm-3, mientras que las de tensión superficial fueron obtenidas usando el método de ascenso capilar, con una incertidumbre de ± 0,3 mNm-1. Los datos obtenidos fueron analizados en términos de la posición relativa de grupos hidroxilos, respecto a los distintos solutos previamente mencionados. Finalmente los datos fueron correlacionados con ayuda del modelo de Gracia-Fradique, a fin de obtener información acerca de los coeficientes de actividad a dilución infinita y el modelo de Connors a fin de determinar la constante de sitios de enlazamiento K.

Archivo: MC-164


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MODOS VIBRACIONALES RAMAN EN RECUBRIMIENTOS DE NZr H. Peña Pedraza1,3, S. A. López-Rivera2, J. M. Martin2 1

Grupo de Óptica, Departamento de Física, Universidad de Pamplona, Pamplona, Colombia 2 Laboratorio de Física Aplicada, Departamento de Física, Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela 3 Centro de Estudios Avanzados en Óptica, Departamento de Física, Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela e-mail: [email protected]

.

En el presente trabajo se estudian las características principales del espectro Raman del recubrimiento de Nitruro de Zirconio crecido por técnicas PVD. Se realizan mediciones de la estructura cristalina con técnicas de difracción de RX y por medio de espectroscopia micro Raman se analiza la estructura fononica del recubrimiento. Con base en la superposición de las curvas de dispersión de neutrones y los espectros Raman obtenidos, encontramos una forma alternativa para el análisis y la caracterización de las vibraciones encontradas en los recubrimientos de los Nitruros de los Metales de Transición.

Archivo: MC-165

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ESTUDIOS ESTRUCTURALES EN COMPOSITOS POLIMÉRICOS IÓNICOS POLIÓXIDO DE ETILENO: TRIFLURO ACETATO DE SODIO: ÓXIDO DE ALUMINIO (PEO:CF3COONa:Al2O3) Nori M. Jurado M.1*, I. Delgado1, J. A. Cardona1, A. E. Florido1, M. Melendez-Lira2 1

Departamento de Física: Grupo de Investigación en Materiales semiconducores y superiónicos, Universidad del Tolima 2 Departamento de Física: Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV I.P.N) *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN .

Se realizaron análisis de Difracción de Rayos X (XRD), Espectroscopía Infrarroja (IR) y Espectroscopía Raman a membranas poliméricas formadas por Polióxido de Etileno (PEO) y trifluroacetato de sodio (CF3COONa). Al complejo resultante se le adicionó diferentes concentraciones de óxido de Aluminio (Al2O3), en la forma (1-x)(PEO10CF3COONa) x(Al2O3), donde x es la concentración de alúmina. Los resultados de Rayos X muestran cambios en la cristalinidad del polímero puro al combinarse con la sal, las combinaciones de electrolito con alúmina muestran variaciones en las intensidades de los picos. Los resultados de Espectroscopia Raman muestran picos adicionales con respecto al PEO puro lo que puede interpretarse como la formación de complejo entre PEO y sal con ligeras modificaciones al adicionarle Al2O3. Datos de espectroscopia infrarroja complementan esta información.

Archivo: MC-166


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DINÁMICA DE ENTRELAZAMIENTO EN SISTEMAS CÚANTICOS ABIERTOS DE DOS QUBITS MEDIANTE TRAYECTORÍAS CUÁNTICAS DIFUSIVAS

1

Ivonne Guevara1*, Carlos Viviescas1** Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Carrera 30 No. 40-45 Edificio 404, Bogotá, Colombia. * [email protected] ** [email protected] RESUMEN

Haciendo uso del enfoque de trayectorias cuánticas describimos y cuantificamos la dinámica del entrelazamiento de sistemas cuánticos abiertos, experimentalmente relevantes, bajo los efectos de decoherencia. Usamos trayectorias cuánticas difusivas para probar que el tiempo de evolución del entrelazamiento de dos qubits puede ser completamente caracterizado por monitoreo continuo óptimo. Determinamos analíticamente este deshilamiento óptimo y derivamos una ecuación de evolución determinística para la concurrencia del sistema. Además proponemos un experimento para monitorear la dinámica del entrelazamiento en sistemas bipartitos de dos niveles y determinar el tiempo de desentrelazamiento (SDT) a partir de una sóla trayectoria cuántica. El método se ajusta particularmente al estudio de la dinámicas de tiempos cortos y es fácilmente extensible al estudio de entrelazamiento multipartito.

Archivo: MC-167

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NUMERICAL STUDY OF THE ANHARMONIC OSCILLATOR ENERGY LEVES VIA FINITE ELEMENT METHOD: THE MORSE POTENTIAL AND DOUBLE WELL OSCILLATOR R. Salazar1,*, G.Telléz1,** 1

Departamento de física, Universidad de los Andes, A.A. 4976, Bogotá Colombia * [email protected] * [email protected] .

Anharmonic oscillators are systems where the restoring force does not obey the Hook's law. The study of these systems is important for the huge number of nonlinear phenomena in nature. Two well known systems will be studied in this paper: the Morse potential and the double well oscillator. The Morse potential is a suitable model for the vibrational motion of diatomic molecules. The eigenvalues for the Hamiltonian subjected to this potential may be found exactly and are used for numerical testing. The vibrational energy levels and steady states of Morse oscillator are computed using the finite element method FEM. A comparison of the numerical results with an analytical approximation using the stationary perturbation theory and exact values is made at the second order in the energy. Finally, FEM was applied in the double well oscillator to find the eigenstates eigenvectors and its degree of degeneracy.

Archivo: MC-168


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MODELAMIENTO DE LA RESPUESTA TERMOLUMINISCENTE EN MATRICES DE ALÚMINA PARA APLICACIONES EN DOSIMETRÍA

Amer Pérez1, Mara Pérez1, Rafael Cogollo Pitalúa1, Omar Gutiérrez Florez2

1Grupo de Materiales y Física Aplicada, Departamento de Física, Universidad de Córdoba, Carrera 6 #

76-‐103, Montería, Colombia. E-‐mail: [email protected]

2Grupo Alquimia, Instituto Tecnológico Metropolitano, Calle 54ª # 30-‐01, Medellín, Colombia. 57-‐4-‐

4600727 (ext 5513), E-‐mail: [email protected].

Resumen

Aunque desde sus inicios el dosímetro termoluminiscente (TL) de mayor uso ha sido el LiF:Mg,Ti (TLD–100), en años recientes, han sido propuestos y probados todo tipo de materiales TL para usarse con este propósito y para campos que van desde la medicina hasta la arqueología. Como parte de esta búsqueda, sistemas como cuarzo, feldespato, silicatos y aluminatos, han sido analizados. Los avances logrados sobre los aluminatos, indican que las matrices de alúmina son una alternativa prometedora dentro de los materiales TL actualmente usados para dosimetría. Adicionalmente, en los materiales TL el conocimiento de las curvas de brillo es indispensable a la hora de estudiar las propiedades dosimétricas del material, ya que estas se deben correlacionar con las dosis, tasas de calentamiento, parámetros cinéticos y otros factores; sin embargo, en muchas oportunidades se deja de lado el análisis teórico de las curvas, olvidando que este puede aportar información importante para el desarrollo del material. Con base en lo anterior, y buscando profundizar en la descripción y comprensión de los fenómenos electrónicos que posibilitan la actividad TL en las matrices de alúmina, se plantea en este trabajo un modelo que permite predecir el comportamiento TL que exhibirá la alúmina para una dosis absorbida determinada planteando un esquema de tres trampas y un centro de recombinación. El modelo propuesto ofrece, con un buen nivel de precisión, una descripción acorde con los resultados obtenidos experimentalmente.

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Archivo: MC-169


MODELO DE BLUME-CAPEL DE VIDRIO DE ESPÍN D. Pena Lara1,3*, H. Correa2, C. A. Lozano3 1

Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali (Colombia) Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, Armenia (Colombia) 3 Grupo de Automática y Robótica, Pontificia Universidad Javeriana, Cali (Colombia) *[email protected] 2

Resumen

El modelo de Blume-Capel de vidrio de espín con σ = 1 y una distribución de probabilidad aleatoria, P[Jij]=pδ[Jij - J] + (1 - p)δ [Jij + J], en el parámetro de intercambio bilineal Jij fue estudiado a través de los métodos de: Grupo de Renormalización de Campo Medio Extendido (GRCME) y un procedimiento basado en la desigualdad de Bogoliubov para la energía libre en la aproximación de pares. El estudio en las fronteras entre las fases ferromagnética (F), antiferromagnética (AF), paramagnética (P) y de vidrio de espín (VE) muestra un diagrama de fases asimétrico en las fases F y AF en contraste con el obtenido por el modelo de Ising con la misma P[Jij]. Todas las transiciones son de segundo orden. El punto tricrítico se corre cuando disminuye la concentración de enlaces ferromagnéticos p, pero teniendo un mínimo (concentración crítica pc). El cuadrupolo (Q) decrece cuando p decrece hasta que Q → 0 cuando p → 0.

Archivo: MC-170


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THERMAL AND ELECTRIC STUDY OF (1-x)KHSO4 + xZrO2 COMPOSITE L. Collazos, M. E. Fernández, L. A. Rodriguez, E. Torijano, D. Peña Lara, R. A. Vargas, J. E. Diosa Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali, Colombia *[email protected]

Resumen Se utilizó calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría (TG) y espectroscopía de impedancia (IS) para estudiar el comportamiento térmico y eléctrico del sistema composita (1 - x)KHSO4 + xZrO2 para concentraciones x = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 y 0.5. Los resultados de DSC muestran que con la adición de óxido de zirconio la transición de fase del KHSO4 en 185ºC se mueve hacia temperaturas más altas, acercándose a la temperatura de fusión (207ºC), y solapandose con ésta para x = 0.5. Para concentraciones mayores, las transiciones de fases emergen en un solo pico, mostrando que la adición del óxido de zirconio genera una nueva fase en la composita. Los resultados de termogravimetría muestran que la pérdida de masa debido a la deshidratación superficial es cada vez menor a medida que se aumenta la concentración del óxido. Finalmente, las medidas de conductividad eléctrica muestran estabilidad en la conductividad a temperaturas mayores a 140°C para las muestras dopadas con oxido de zirconio.

Archivo: MC-171

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ESTUDIO DEL SISTEMA AgI-LiI EN LOS FORMALISMO DEL MODULO ELÉCTRICO Y DE LA CONDUCTIVIDAD C. A. Lozano1, D. Peña Lara1,2, H. Correa3 R. A. Vargas2 y E. Ortiz4 1

Grupo de Automática y Robótica, Pontificia Universidad Javeriana, Cali (Colombia) 2 Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali (Colombia) 3 Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, Armenia (Colombia) 4 Departamento de Física, Universidad del Atlántico, Barranquilla, Colombi *[email protected]

Resumen En el presente trabajo realizamos medidas de espectroscopia de impedancia en muestras de AgI puro y dopada con litio en los rangos de temperatura entre 80 K a 300 K y de frecuencia entre 1 Hz a 100 KHz. Para las muestras 0.25LiI-4AgI, 0.5LiI-4AgI y 1.5LiI4AgI se realizaron medidas en los rangos entre 1 Hz a 1 MHz y entre 353 K y 378 K. Para las muestras de AgI puro y dopada con Li (80 < T < 300 K), se observaron fenómenos de bloqueo en los electrodos y en la frontera de grano que modifican las propiedades de transporte del compuesto dopado respecto del puro, conforme la temperatura cambia. Las curvas del módulo eléctrico en LiI + 4AgI muestran picos asimétricos que evidencian una débil correlación en la difusión iónica. Se explicó, por medio de una versión modificada del modelo de Welch-Dienes, que el salto abrupto en 420 K es una transición de fases de primer orden, porque el parámetro de orden n (densidad de portadores iónico) es la principal fuente del salto y éste cambia abruptamente. La conductividad eléctrica en el sistema 1.5LiI + 4AgI pudo ser descrita usando la expresión tipo KWW. Especulamos que la fase de litio disuelta en el yoduro de plata favorece la formación de islas que bloquean la conductividad.

Archivo: MC-173


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THEORETICAL STUDY OF THE SURFACE CRITICAL FIELD IN MESOSCOPIC SUPERCONDUCTING SQUARE LOOPS Y. Bonilla *, J. M. Calero Departamento de Física: Grupo de Física Teórica del Estado Sólido, Universidad del Valle, A. A. 25360, Cali, Colombia * [email protected] A great deal of experimental and theoretical works has been devoted to the investigation of mesoscopic superconductors. During the last years, interest in the study of the physical properties of these systems has considerably increased due to advances in nanotechnology. One of the most important features of such systems is the considerable effect of sample size and form, on the superconducting properties. In the Ginzburg-Landau theory framework, in the linear approach (LGL), we study the critical behavior of mesoscopic superconducting square loops, in presence of an applied magnetic field perpendicular to the plane of the loop. In order to solve the linear Ginzburg-Landau equation of order parameter, an analytical method is used. In this approach, a gauge transformation for the vector potential A is introduced, which gives An=0 for normal component along the boundary lines square loop. Order parameter is expanded in the basis set of functions obeying Neumann boundary conditions for structures with square symmetry [1]. Special attention is paid to the loop width influence on the phase transition curves appearance, between the surface superconductivity and normal states. Additionally, the limiting cases corresponding to a square sample and thin loop are analyzed. Keywords: square loop; mesoscopic superconductor; Ginzburg-Landau theory; gauge transformation [1] L. F. Chibotaru, A. Ceulemans, M. Morelle, G. Teniers, C. Carballeira and V. V. Moshchalkov, J. Math. Phys. 46, 095108 (2005).

Archivo: MC-174

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PROPIEDADES DE ABSORCIÓN Y LUMINISCENCIA DE VIDRIOS FLUOROINDATOS DOPADOS CON Er3+, Dy3+, Nd3+, Sm3+ y Pr3+ Juan P. Arenas-Diaz1*, Enrique Mejía-Ospino1, Ancizar Florez-Londoño2, Rafael Cabanzo-Hernández3 1

Escuela de Química, Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular, Universidad Industrial de Santander. 2 Escuela de Física, Grupo de Investigación en Materiales Fotónicos, Universidad Industrial de Santander. 3 Escuela de Física, Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular, Universidad Industrial de Santander. * [email protected] Resumen

El estudio de las propiedades espectroscópicas de los iones de tierras raras como sustancias dopantes en matrices vítreas es un campo de investigación de gran interés para el desarrollo de dispositivos fotónicos. En contribución a estas investigaciones, este trabajo presenta los resultados obtenidos en el estudio de las propiedades de absorción y luminiscencia de vidrios fluoroindatos dopados a una única concentración de Er3+, Dy3+, Nd3+, Sm3+ y Pr3+. Para todas las muestras se obtuvieron los espectros de absorción y de emisión luminiscente en el rango espectral de 200-900 nm, a temperatura ambiente. A partir de los espectros de absorción se calcularon las fuerzas del oscilador experimental (fexp) que en conjunto con la teoría de Judd-Ofelt, permitieron obtener los parámetros fenomenológicos de intensidad Ωλ (λ=2, 4, 6). Usando los datos espectrales de luminiscencia y los parámetros Ωλ, se evaluaron para diferentes líneas de emisión las propiedades radiativas: tiempo de vida radiativa (τR), probabilidad de transición (Ajj), sección transversal de emisión estimulada (σP) y canales de relajación (Bjj). Los valores de estos parámetros espectroscópicos permitieron identificar las transiciones con posibilidad para aplicaciones en la fabricación de dispositivos fotónicos.

Archivo: MC-175


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EFECTO DE LA MORFOLOGÍA Y LA TEMPERATURA, EN LA RESPUESTA SENSORA DE PELÍCULAS SnO2 J.López Toro 1,2, L. E. Herrera 2 J. Moreno 1,2, M. Rios 1,2, A. Mendoza1,2 Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá 2 Grupo de Materiales Magnéticos y Nanoestructuras, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá [email protected] 1

RESUMEN Se estudiaron películas delgadas semiconductoras de SnO2 fabricadas por el método de evaporación, con el fin de optimizar su respuesta sensora a la presencia de gas de CO. Las películas fabricadas con espesores de 20, 40 y 60 nm, fueron evaluadas estructural, morfológica y eléctricamente. Las características superficiales de las películas fueron evaluadas por medio Perfilometría y Microscopia de Fuerza Atómica (AFM), se evidenciaron morfologías del tipo granular e islas con una distribución de grano uniforme comprendido entre (20, y 200) nm, y rugosidades entre (8.6, y 63.2) nm. El estudio por DRX de las películas permite concluir que el espesor de las películas no generó variación estructural en las películas, y permitió identificar picos como el [110], [101] y [121], asociados a la fase tetragonal del SnO2. A partir de medidas de R vs T, se midió la energía de activación, calculada a partir de su comportamiento tipo Arrhenius. Se obtuvieron valores de Ea= 0.15 eV y 0.28 eV para muestras con tamaños de grano de 20 y 200 nm respectivamente. Lo anterior está en buen acuerdo con el modelo de absorción de oxígeno en la frontera de grano: La evaluación de las muestras en presencia de monóxido de carbono mostró que las películas reducen su resistividad en dos órdenes de magnitud, evidenciando su buena respuesta como sensor de gas. La correlación entre morfología y sensibilidad se interpreta en este trabajo en el marco de un modelo de absorción superficial. La respuesta térmica y tiempos de relajación son también presentados como función del espesor de las películas.

Archivo: MC-176

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APLICACIONES DE PELÍCULAS DE ALTA CONSTANTE DIELÉCTRICA EN MINIATURIZACIÓN DE CIRCUITOS DE MICROONDAS José Ignacio Marulanda Bernal1*, Maria Cristina Ribeiro Carvalho2, Luciene da Silva Demenicis3 1

Departamento de Ciencias Básicas: Grupo de Electromagnetismo Aplicado, Universidad EAFIT, Medellín, Colombia 2

Centro de Estudos em Telecomunicações (CETUC): Grupo de Electromagnetismo Aplicado, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brasil 3

Instituto Militar de Engenharia (IME), Rio de Janeiro, Brasil *

Resumen:

[email protected]

.

En este trabajo se muestra la forma en la que pueden ser reducidas las dimensiones de circuitos de microondas mediante la deposición de películas cerámicas de alta constante dieléctrica. En particular, fueron depositadas películas de titanato de calcio (CTO), titanato de magnesio (MTO) y algunas combinaciones de las anteriores con diferentes concentraciones, MTOx-CTO1-x, con 0 < x < 1, sobre circuitos resonadores en línea de transmisión coplanar (CPW). Se muestran las relaciones entre la constante dieléctrica relativa de las películas, la constante dieléctrica efectiva de la estructura y la longitud de onda resonante de los dispositivos elaborados. Una guía de onda coplanar es usada para mostrar la incidencia de la deposición de películas de alta constante dieléctrica sobre la impedancia de la misma. En todos los casos analizados, las medidas experimentales son comparadas con simulaciones teóricas basadas en elementos finitos con resultados bastante satisfactorios.

Archivo: MC-177


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EFECTOS DE UN HAZ LÁSER DE ALTA INTENSIDAD SOBRE LA ENERGÍA DE ENLACE DE UNA IMPUREZA DONADORA D0 EN UN POZO CUÁNTICO EMBEBIDO EN UN HILO CUANTICO DE GaAs/Ga1-xAlxAs A. C. C. Castellanos-Jerez1, Carlos L. Beltran-Ríos1 y H. Paredes Gutierrez1 Escuela de Física: Grupo de Física Computacional de Materia Condensada (FICOMACO), Universidad Industrial de Santander, A. A. 678, Bucaramanga, Colombia. *Email:[email protected] 1

RESUMEN

En este trabajo se obtuvieron los valores de la energía de enlace de una impureza donadora neutra D0, localizada en el centro de un pozo cuántico (QW) de GaAs embebido en un hilo cuántico (QWW) de (Ga,Al)As de longitud infinita y en presencia de un haz láser de alta intensidad y frecuencia. El trabajo se desarrolló en el marco de la aproximación de la masa efectiva (AME) y la aproximación adiabática (AA), como algo adicional a trabajos realizados recientemente, se tiene en cuenta el vestimiento del pozo de potencial y vestimiento del potencial Coulombiano. Los cálculos de las energías en la dirección radial y axial de cada partícula se realizaron utilizando un doble método de barrido trigonométrico. Mediante esta técnica se obtuvieron los valores de la energía de enlace en función del radio del hilo, de la posición de la impureza en el pozo, del parámetro que contiene la intensidad del haz láser y para diferentes concentraciones de aluminio en la heteroestructura. Se encontró un nuevo comportamiento que le ocurre a la energía de enlace dependiendo de la altura de las barreras del pozo cuántico. Palabras Claves: Energía de enlace, impurezas donadoras, pozos cuánticos. ABSTRACT

In this work we obtained the values of the binding energy of a neutral donor impurity (D0), located in the center of a GaAs quantum well (QW) embedded in (Ga,Al)As cylindrical quantum well wire (QWW) of infinite length, under the action of an intense, highfrequency laser field. This work was developed within the effective-mass approximation (AME) and the adiabatic approximation (AA), as a supplement to recent work, takes into account dresses the confinement potential well and dresses of the Coulomb potential by making use of a nonperturbative theory. The numerical calculations of the values of energy in a radial and axial address for all particles used to develop a double trigonometric sweep. By means of this technique obtained the values from binding energy as a functions of the wire radius, impurity position inside the quantum well, the parameter that contains the laser fields intensity and for different aluminum concentration in the heterostructure. We found a new behavior that happens to the binding energy, depending on the height of the barriers of the quantum well.

Archivo: MC-178

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FACTOR DE AUMENTO DE CAMPO ELÉCTRICO EN ARREGLOS DE NANOTUBOS DE CARBONO G. Ruiz y A. Camacho Departamento de Física: Grupo de Física de la Materia Condensada, Universidad de los Andes *Email del Autor correspondiente: [email protected] Los nanotubos de carbón (CNTs) son ciertamente uno de los más excitantes descubrimiento en la física de nano-escala. Sus propiedades eléctricas y mecánicas han provocado una intensa actividad teórica y experimental. Estructuras elongadas son las adecuadas para obtener alta emisión de campo y densidad de corriente usando campo eléctrico bajo debido a su forma. Las investigaciones de las propiedades de campo de emisión de CNTs han despertado gran interés porque proponen los CNTs como buenos candidatos de fuentes de electrones. En este trabajo reportamos un cálculo analítico del factor de aumento de campo eléctrico en arreglos lineales y bidimensionales de CNTs metálicos, cuando estos se encuentran colocados entre dos placas paralelas de distancia finita, cátodo y ánodo siguiendo el modelo de la esfera flotante que permite reemplazar el nanotubo por una esfera cargada en el extremo de este. Además se estudia el efecto de la longitud y radio de los CNTs y la distancia entre placas en el factor de aumento. Se realizaron simulaciones en Comsol para sistemas de dos y tres dimensiones y se comparan los resultados con los obtenidos analíticamente. Mostramos que a medida que la separación de los tubos es menor que la altura de estos, el factor de aumento decrece rápidamente en el nanotubo central, evidenciando el efecto de apantallamiento del campo debido a los vecinos. Para arreglos bidimensionales este factor aumenta con la longitud de los nanotubos.

Archivo: MC-179


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MODIFICACIÓN SUPERFICIAL DE PELÍCULAS DE TiO2 CON RECUBRIMIENTOS DE In2S3 1

C. Quiñones1, W. Vallejo1*, L. Argüello1, C. Alape1. Drupo de Materiales Fotoactivos, Universidad de America, Bogotá, Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected] Abstract .

En este trabajo realizo la modificación superficial de películas de TiO2 con recubrimientos de In2S3. Las películas de TiO2 fueron sisntetizadas utilziando el método Doctor Blade y los recubrimientos de In2S3 fueron obtenidos utilizando el método Chemical Bath Deposition. Las propiedades de las películas obtenidas fueron estudiadas a través de medidas de difracción de rayos X (XRD), microscopia de Fuerza atómica (AFM); adicionalmente se evaluó el cambio en las propiedades fotocatalíticas de las películas de TiO2 al ser modificadas. Los resultados mostraron las películas de TiO2 crecen con la estructura cristalina anatasa y rutilo, típica para este compuesto, por su lado los recubrimientos de In2S3 presentaron una mezcla de fases.

Archivo: MC-180

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CARACTERISTICAS I-V-T DE DISPOSITIVOS BASADOS EN SILICIO POROSO SOBRE SILICIO CRISTALINO (METAL/PS/c-Si/METAL) D. Quishpi1, F. Fhontal2, G. Bolaños3 1

Departamento de Física, Universidad del Quindío, Armenia *[email protected] 2 Deparamento de Física, Universidad Autónoma de Occidente, Cali 3 Departamento de Física: Grupo de Bajas Temperaturas, Universidad del Cauca, Popayán

El silicio poroso (PS) es un material nanoestructurado fabricados sobre silicio cristalino (cSi) que se obtiene por el método de anodización electroquímica, el cual es ampliamente utilizado para el desarrollo de los dispositivos electrónicos y optoelectrónicos, debido a esto se presenta la necesidad de realizar estudios que permitan entender el comportamiento eléctrico de dispositivos basados en PS. En este trabajo se presenta la caracterización corriente – voltaje para dos muestras con diferentes tiempos de anodización (90s y 180s) bajo el régimen de oscuridad, en un rango de temperatura de 150K a 300K. A partir de la respuesta obtenida en la grafica I-V se puede entender el comportamiento del contacto metálico y la capa porosa. Las heterouniones estudiadas son Ag/Au/PS, Ag/Au/PS/c-Si(p), las cuales presentan propiedades rectificadoras. Para la interpretación de los resultados medidos se realizo un estudio de las barreras de Schottky para la unión metal/PS teniendo en cuenta la teoría de corriente por emisión termoiónica que relaciona la densidad de !"

corriente total con el voltaje aplicado por: ! = !! (!"!!"# − 1). Las mediciones en las estructuras metal/PS/c-Si permiten identificar los diferentes mecanismos de conducción que rigen el comportamiento de la capa porosa, para la realización del ajuste de los datos medidos en estas estructuras se uso un circuito equivalente que permite diferenciar entre la caída de tensión debida a la unión PS/c-Si (Vj) y la caída de tensión debida a elementos parásitos en la unión (Vb). Se encontraron los mecanismos de transporte dominante en cada una de las estructuras y se identificaron los valores característicos del diodo como corriente de saturación !! , factor de idealidad η es el factor de idealidad, altura de la barrera Vi y energías de activación.

Archivo: MC-181


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CARACTERIZACION ELECTRICA DE NANOESTRUCTURAS BASADAS EN SILICIO POROSO D. Quishpi1, F. Fhontal2, G. Bolaños3 1

Departamento de Física, Universidad del Quindío, Armenia *[email protected] 2 Deparamento de Física, Universidad Autónoma de Occidente, Cali 3 Departamento de Física: Grupo de Bajas Temperaturas, Universidad del Cauca, Popayán En la última década se vienen estudiando materiales semiconductores basados en nanoestructuras, un número de aplicaciones basadas en las propiedades eléctricas de los dispositivos con silicio poroso (PS) han sido reportadas recientemente, tales como sensores de temperatura, sensores de humedad, sensores de gases, y fotodetectores. En este trabajo se presenta la caracterización corriente – voltaje para dos muestras con diferentes tiempos de anodización al momento de su fabricación (90s y 180s), bajo el régimen de oscuridad e iluminación y a temperatura ambiente, para la realización de las medidas se usaron dos contactos distintos (Au y Ag/Au) y se uso la configuración de cuatro puntas. Las heterouniones estudiadas son Au/PS, Ag/Au/PS, Ag/Au/PS/c-Si y Ag/Au/PS/c-Si(p), las cuales presentan propiedades fotovoltaicas y respuesta de tipo óhmica (Au) o rectificadora (Ag/Au) en función del contacto utilizado. Para las estructuras metal/PS y a partir del ajuste lineal de los datos se pudo obtener valores de resistencia en serie para el contacto óhmico en los regímenes de polarización directa e inversa, también se pudo medir la sensibilidad de los dispositivos a la potencia óptica aplicada en función del espesor de la capa porosa el cual es proporcional al tiempo de anodización y se determinaron los valores de las corrientes de oscuridad. Para la estructura con contacto rectificador se uso la teoría de corriente por emisión termoiónica que relaciona la densidad de corriente total con el voltaje !"

aplicado por: ! = !! (!"!!"# − 1), así se pudo obtener los parámetros característicos del diodo en función de la potencia óptica aplicada a las muestras. Para la interpretación y ajuste de las mediciones en las estructuras metal/PS/c-Si se usaron modelos eléctricos y matemáticos basados en Matlab, el circuito eléctrico puede ser descrito mediante la siguiente ecuación: (! − !! ) !! ! − !! !! ! ! = !! exp −1 + = + !"# !! !! !! Donde !! es la corriente de saturación del diodo, η es el factor de idealidad y R , R son la S

P

resistencia en series y en paralelo las cuales están asociadas al mecanismo de conducción y elementos parásitos. De esta manera se identificaron los diferentes mecanismos de conducción que rigen el comportamiento de la capa porosa en función de la potencia óptica aplicada.

Dentro de cual de las líneas especificadas en la página web clasificaría su trabajo: Ciencias de los materiales

Archivo: MC-182

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SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE PELLÍCULAS DE TIO2 OBTENIDAS POR SPIN COATING 1

C. Quiñones1, W. Vallejo1*, P. Caicedo1. Drupo de Materiales Fotoactivos, Universidad de America, Bogotá, Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected] Abstract .

En este trabajo se realizo la síntesis y caracterización de películas de TiO2 utilizando el método spin coating. Las propiedades de las películas fueron estudiadas a través de medidas de difracción de rayos X (XRD) y Microscopia de barrido electrónico. Con el fin de evaluar el efecto del método de síntesis sobre el comportamiento superficial de las películas de TiO2 obtenidas, se realizo un estudio del comportamiento foto-catalítico en la degradación de Azul de Metileno, un contamínate modelo; el comportamiento foto catalítico fue comparado con el obtenido con un recubrimiento patrón de TiO2 obtenido utilizando el método Doctor blade.

Archivo: MC-183


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Efecto de avalancha y percolación en el número de portadores en dispositivos de VO2 M. Conde1*, C. Hernández1, J.-G. Ramirez1 1

Departamento de Física, Universidad de los Andes, A.A. 4976, Bogotá D.C., Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

El dióxido de Vanadio es un semiconductor que cambia su estado de aislante a metálico cuando se encuentra en una temperatura de aproximadamente 340K; este cambio está correlacionado con una transición estructural. En películas delgadas, esta transición es diferente si la medida se realiza a escalas nanométricas o escala macroscópica. A escala macroscópica se ha observado que la transición es continua, mientras que a escala nanométrica esta transición ocurre de manera discontinua a través de fenómenos de avalancha y percolación [1]. En la literatura reportada, las mediciones en muestras de VO2, son demasiado ruidosas por las fluctuaciones en temperatura, por lo que para disminuir este problema se diseñó un sistema el cual disminuye en gran medida las fluctuaciones de temperatura sobre la muestra. Después de esto se analizó el comportamiento de la concentración de portadores en las fases aislante y metálica del dióxido de vanadio. Para esto se hicieron medidas de efecto Hall para determinar la cantidad de portadores de las muestras antes, durante y después de la transición, en donde se comprobó el efecto de la transición metal-aislante del VO2 sobre este parámetro, se observó un incremento en los portadores de aproximadamente dos órdenes de magnitud. Por otra parte, la movilidad se dedujo a partir de medidas de resistividad y efecto Hall. Se observó una variación en la movilidad de aproximadamente un orden de magnitud. [1] P. M. Imada, A. Fujimori, and Y. Tokura, Rev. Mod. Phys.70, 1039 (1998).

Archivo: MC-184

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INKJET-PRINTED PEDOT:PSS THIN FILMS FOR ORGANIC PLASTIC ELECTRONICS: A RAMAN SPECTROSCOPY ANALYSIS Beynor-Antonio Paez-Sierra1* 1

Departamento de Física: Grupo de Películas Delgadas, Pontificia Universidad Javeriana Cra. 7 N° 43-82 Bogotá, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Organic solids consisting of π-conjugated structures provide a variety of new materials with metallic and semiconducting properties, attractive for fundamental research, for further engineering applications, and as potential bench mark in life science products at labon-a-chip devices for portable point-of-care diagnostics. Particularly, Poly(3,4ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) is one of the brick building blocks in several organic-based devices, and mainly used as a transparent electrical contact or as a lateral electrode in organic field effect transistors. Interfacial states between PEDOT:PSS/Organic or PEDOT:PSS/Inorganic heterostructres are crucial for the performance of the device. In this report, planar capacitors with structure ITO/PEDOT:PSS/ITO were investigated by confocal micro-Raman spectroscopy in combination with external-applied electric fields. The designed structure helps to identify the influence of applied voltages on the structural and charge states of the PEDOT:PSS contact. The applied voltages modify the chemical identity of PEDOT:PSS. The identified phenomena were basically assigned to two features. The first one, dedoping of the polymer and evidenced from the red-shift of the C =C stretching band. The second one, induced dipole states in the polymer chain that can act as trap centers for the free charge carriers, hence modifying the device efficiency. In conclusion the chemical and physical properties of PEDOT:PSS layers entangled in a more complex architectures i.e. organic light-emitting diodes (OLEDs or organic field-effect transistors (OFETs), might be irreversibly modified by the driving voltages. Acknowledgements B.A.P.S. is indebted to Klaus Schröter and Franz Padinger at NANOIDENT Technologies AG Austria, and QUBITeXp International Trade S.A.S. Colombia. α

β

Archivo: MC-185


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NANOTECNOLOGÍA EN ELECTRÓNICA PLÁSTICA MOLECULAR PARA DESARROLLO DE DETECTORES DE RADIACIÓN IONIZANTE Beynor-Antonio Paez-Sierra1* 1


Actualmente los sensores de centelleo basados en materiales inorgánicos de número atómico alto son los más utilizados en la detección de radiación ionizante. La producción de este tipo de sensores requiere de condiciones especiales, implican la utilización de ultra alto vacío, múltiples mascaras, y fabricación sobre substratos rígidos. Entre las ventajas de utilizar detectores plásticos basados en polímeros semiconductores frente a los actuales detectores de centelleo están su bajo costo de producción, baja densidad, menor dependencia con la temperatura, fabricación sobre grandes áreas, y flexibles permitiendo hacer detección total en una sola dosificación. La detección en los sensores inorgánicos acutales se lleva a cabo en la capa fosforescente y externa a los terminales de voltaje/corriente del dispositivo. Esto hace que la eficiencia esté limitada por las múltiples interfaces que debe recorrer la señal generada antes de llegar a la capa semiconductora. En este trabajo se muestra una arquitectura novedosa de un detector de radiación ionizante basado en semiconductores orgánicos. En primer lugar, estará basado en una mezcla (blenda) entre polímeros semiconductores tipo fotoconductores y fosforescentes, de tal manera que cada proceso de fotoconversión estará confinado al nano-volumen ocupado por los tres moléculas semiconductores. La blenda se deposita por la técnica de spin coating sobre substratos plásticos trasparentes con electrodo transparente. Posteriormente se deposita el contacto metálico en condiciones de alto vacío (~10-6 mbar). Entre las ventajas de esta nueva arquitectura están i) fotoconversión más rápida y del orden de los femtosegundos (10-15 s), ii) el fenómeno de interacción con radiación ionizante se realiza directamente en una única capa semiconductora orgánica constituida por la mezcla o blenda de polímeros semiconductores fosforescentes y no fosforescentes. Cuando la radiación incide en la blenda, las moléculas fosforescentes son estimuladas por una transición óptica, la cual decae emitiendo un fotón de menor energía que es absorbido por las moléculas no fosforescentes. Seguidamente se da lugar a la creación de portadores fotogenerados los cuales se polarizan por el campo eléctrico interno del dispositivo. De éste modo se producen cambios de fotocorriente, impedancia o capacitancia lo cual permite dar mayor versatilidad a la detección de radiación ionizante.

Archivo: MC-186

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RAMAN SPECTROSCOPY ANÁLSIS OF OPERATING ORGANIC LIGHT-EMITTING DIODES Beynor-Antonio Paez-Sierra1,2* and and Henrique Leonel Gomes3 1

Departamento de Física: Grupo de Películas Delgadas, Pontificia Universidad Javeriana Cra. 7 N° 43-82 Bogotá, Colombia 2 NANOIDENT Technologies AG,Untere Danaulaende 21-25 A4020 Linz, Austria. 3 Universidade do Algarve, Center of Electronic Optoelectronics and Telecommunications (CEOT), Campus de Gambelas, 8000 Faro, Portugal *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Organic molecules with semiconducting properties are becoming nowadays core of the organic-based electronic era. Although organic light emitting diodes (OLEDs) have already matured for commercial applications, they still require longer device lifetimes. Some of the long-standing challenges in OLED technology relay on degradation and failure mechanisms. Implementation of the confocal scanning Raman spectroscopy (CSRS) measurements helps to understand the chemistry, physics of OLEDs and moreover to have better confidence on their quality assurance [1]. We present confocal Raman spectroscopy (CSRS) maps of Poly(9,9-dioctylfluorene) (PFO)-based organic light emitting diode under operation. The CSRS analysis of the OLEDs were performed in normal room conditions. CSRS maps were performed from emissive points of the PFO layer towards non-emissive ones. The non-emissive spots presented higher Raman intensity and broadening of the vibrational bands in comparison with the luminescent ones. The phenomenon is associated with an increase in the PFO π-π* absorption band and hence modification of the PFO doping which becomes favorable to the excitation wavelength, thus the Raman spectrum is enhanced. In addition, the progressive band broadening from emissive spots towards nonemissive zones is well-pronounced in the spectral region [1300 – 1600] cm-1. It restates the modification of delocalized electrons at the π orbitals and changes in conjugation length of the PFO structure. Acknowledgements BAPS is indebted to K. Schröter and C. Brandstätter at Nanoident Technologies AG. We would like to thankDago de Leeuw for providing the samples and to Fundação para a Ciência e Technology, research unit631, CEOT and QUBITeXp International Trade S.A.S. [1] P. R. Griffiths, “Infrared and Raman Instrumentation for Mapping and Imaging” in Infrared and Raman Spectroscopic Imaging, edited by R. Salzer and H. W. Siesler, Weinheim, WILEY, 2009, chap. 1, pp. 3-64.

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IN SITU VIBRTIONAL AND ELECTRIC INVESTIGATIONS IN MOLECULAR PLASTIC ELECTRONICS Beynor-Antonio Paez-Sierra1,2* and Franz Padinger2 1

Departamento de Física: Grupo de Películas Delgadas, Pontificia Universidad Javeriana Cra. 7 N° 43-82 Bogotá, Colombia 2 NANOIDENT Technologies AG,Untere Danaulaende 21-25 A4020 Linz, Austria. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Semiconducting organic polymers are of great interest due to bond conjugation and delocalization of electrons at " orbitals. These interesting properties make organic molecules a well-suited building block for modern plastic electronic applications. In this report, the simultaneous Raman spectroscopy and electrical characterization technique to investigate organic-based devices and molecular structures is addressed. This combined ! optoelectronic method proves in real time their structural and electrical properties, and tests the device performance as well. For the experiments, two types of encapsulated devices were used. One series of structures were made from poly-3-hexylthiophene (P3HT)-based inks while the other one consisting of a blend composed of P3HT and the fullerene derivative [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM). The organic inks were patterned onto Glass/ITO/Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) substrates, followed by vacuum evaporation of the Al top electrode through a shadow mask. The resulting structures were encapsulated. The measured Raman bands of the structures proved to be well sensitive to the applied bias in contrast with the currentvoltage (I-V) measurements, where the reversible region of the device is overestimated. For comparison representative Raman spectra of the P3HT- and the blend P3HT:PCBMbased devices upon applied biases are illustrated. In particular, the P3HT-based device revealed pronounced changes of the vibrational bands at reverse and forward bias voltages. From the simultaneous optical and electrical characterization experiments, a reversible working bias window of about (-7 ; +3) V for P3HT-based devices, and (-17 ; + 11) V for P3HT:PCBM structures were found. We suggest that the formation of polymorph phases at the polymer layers is enhanced, if “irreversible” bias voltages are applied. Acknowledgments B.A.P.S is indebted to Klaus Schröter CTO at NANOIDENT Technologies AG and QUBITeXp International Trade S.A.S. Colombia.

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MOLECULAR ENGINEERING OF VANDADYL PHTHALOCYANINE (VOPc) LAYERS FOR MOLECULAR ELECTRONIC APPLICATIONS Beynor-Antonio Paez-Sierra1* 1


Molecular engineering and stability of organic semiconductors are some of the most desired requirements to achieve multifunctional organic-based devices. Phthalocyanines (Pcs) and especially vanadyl Pc (VOPc) are of great interest for organic electronic applications, phototherapeutics and tumor localization. VOPc is a molecule with semiconducting properties, high susceptibility and stable upon radiation with high intensity laser fields. Therefore, chemical and physical confidence of molecular semiconductors including their assembly to build up organic circuits is crucial. Optical based-probes such as confocal scanning Raman spectroscopy (CSRS) is a powerful technique to characterize organic and inorganic semiconductors. CSRS advantages other local probes where the information might be limited to the spotted region or to large excitation energies. In this paper CSRS maps of magnetically modified VOPc layers forming conduction channels in organic fieldeffect transistors (OFETs) are presented. The VOPc films were produced by organic molecular beam deposition in high vacuum. As substrates SiO2/n+-Si with interdigitated Au/Cr electrodes were used. During the growth conditions the substrates were exposed to a magnetic field (B) from a bar magnet positioned either in parallel or perpendicular to the substrate plane, and without. Experimental results demonstrated that all VOPc layers grown onto the Au electrodes revealed surface-enhanced Raman signals (SERS). The Raman images show differences between the vibrational distribution of the VOPc layers grown onto Au and onto SiO2 surfaces, thus restating notorious evidence of the effect due to the preparation conditions. The highest field effect mobility, electrical current and anisotropy of the CSRS-topography is achieved in layers grown with B parallel to the substrate plane, while intermediate and lowest values are achieved in devices grown with B perpendicular to the substrate and without, respectively. Further analysis of the Raman maps indicated that molecular matching at the electrode/channel interface is decisive to realize devices with lower contact resistance and higher output characteristics. Acknowledgements BAPS is indebted to K. Schröter and C. Brandstätter at Nanoident Technologies AG, V. Kolotovska, D.R.T. Zahn and G. Salvan at TU Chemnitz. This work was partly financed by QUBITeXp International Trade S.A.S. Colombia.

Archivo: MC-189


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SURFACE ENHANCEMENT RAMAN SPECTROSCOPY (SERS) OF METAL/ORGANIC NANOSTRUCTURES: THE CASE PENTACENE/SILVER Beynor-Antonio Paez-Sierra1* 1


Interface formation between molecular semiconductors and substrates or electrodes is of great interest to taylor device performance and applicability. In this report the interface formation between the organic semiconductor pentacene and silver as the top electrode is discussed. Pentacene is an organic semiconductor commonly used as active layer in organic field-effect transistors (OFETs). Especially in OFETs, a significant percentage of the drain current is realized at organic layer thickness below 5 nm. Therefore, the investigation of the monolayer regime is vital to identify the physics and chemistry of the organic semiconductor. In this paper, in situ macro-Raman analysis of 1.5 nm pentacene films deposited under ultra high vacuum conditions either on Au or SiO2 and then capped by several silver layers were performed. The experimental results proved that a bare 1.5 nm pentacene film on Au reflects significant enhancement of the Raman signal. Results revealed that for silver contact electrodes below 0.4 nm the metal is still in its molecular state, with absence of enhancement of the Raman intensity. This contrasts with thicker silver layers. The latter case promotes enhancement of the Raman internal vibrational intensities accompanied by the activation of normally infrared-active modes, and the enhancement factors are estimated to be close to 102. The in situ macro-Raman spectroscopy investigation indicates that silver does not chemically react with pentacene regardless of the substrate. This is in agreement with previous reports using XPS. ACKNOWLEDGMENTS The author is indebted to D.R.T. Zahn at TU Chemnitz and QUBITeXp International Trade S.A.S. Colombia.

Archivo: MC-190

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ESTUDIO DE CRISTALES FOTÓNICOS BASADOS EN FERROFLUIDOS CON NANOPARTÍCULAS DE MAGNETITA (Fe3O4), FERRITAS DE COBALTO-ZINC (Co1-xZnxFe2O4) Y FERRITAS DE MANGANESO-ZINC (Mn1-xZnxFe2O4). Luz E. González*, N. Porras-Montenegro Departamento de Física: Grupo de Física Teórica, Universidad del Valle * [email protected] Usando las técnicas de la matriz transferencia y el método de expansión de ondas planas, se estudia la estructura de bandas de cristales fotónicos compuestos de ferrofluidos con nanopartículas magnéticas de magnetita (Fe3O4), ferritas de cobalto-zinc (Co1-xZnxFe2O4) y ferritas de manganeso-zinc (Mn1-xZnxFe2O4). Resultados experimentales previos muestran diversos fenómenos como la birrefringencia y la formación de patrones estructurados cuando se encuentran en forma de película delgada bajo la acción de un campo magnético externo; si el campo magnético es paralelo al plano de la película la estructura que se forma actúa como un cristal fotónico 1D, pero si es perpendicular al plano de la película el fluido magnético actúa como un cristal fotónico bidimensional; lo que hace de estos cristales de gran interés en el desarrollo de nuevas tecnologías.

Archivo: MC-193


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PROPIEDADES ELECTRÓNICAS Y ÓPTICAS DEL Nb3Sn Y V3Ga MEDIANTE TEORÍA DEL FUNCIONAL DENSIDAD DFT M.A: Puerto1*, J. Otálora2, J.A. Rodríguez1 1

Departamento de Física: Grupo de Estudio de Materiales GEMA, Universidad Nacional de Colombia 2 Escuela de Física: Grupo de Física de Materiales, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] ESCRIBIR AQUÑI EL RESUMEN DEL TRABAJO (Máximo .

1600 caracteres con espacio)

Se han realizado cálculos de primeros principios para determinar las propiedades electrónicas y ópticas de los compuestos Nb3Sn y V3Ga en su fase de cristalización Pm-3n. En el cálculo se empleó el método de Ondas Planas Aumentadas y Linealizadas de Potencial Completo (FP-LAPW), dentro del formalismo de la Teoría del Funcional Densidad (DFT), implementado en el código WIEN 2k. Los efectos de correlación e intercambio fueron tratados por medio de la Aproximación de Gradiente Generalizado (GGA), dentro de la parametrización de Pedew-Burke-Ernzerhof (PBE). La energía total se calculó como función del volumen para la fase mencionada de los compuestos. Se realizó un análisis detallado de las propiedades electrónicas por medio del cálculo de la densidad de estados y de la estructura de bandas de energía, en el volumen en equilibrio para cada estructura. Se evidenció el carácter metálico del Nb3Sn y V3Ga, el cual es atribuido a los orbitales 3d del Niobio y 3d del Vanadio, respectivamente. A partir de una malla densa de 40000 puntos k para el estado base, se obtuvieron las propiedades ópticas en las que se incluyen la función dieléctrica compleja (ε), el coeficiente de reflectividad (R), el índice de absorción (α) y el índice de refracción (η). Se encontró que debido al carácter conductor de los compuestos en estudio, estos reflejan y absorben en un rango de aproximadamente de 0 a 15 eV.

Archivo: MC-194

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ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE ESTRUCTURAS SUPERCONDUCTOR/FERROMAGNETO Edgar. J. Patiño Laboratorio de Superconductividad. Departamento de Física. Universidad de los Andes. [email protected] Investigaciones en estructuras hibridas superconductor/ferromagneto (S/F) han constituido un área de gran interés científico en los últimos años [1-4]. Una de las motivaciones mas importantes de estos estudios ha sido estudiar los efectos producidos sobre la temperatura de transición y corriente crítica del superconductor por la presencia del ferromagneto. Únicamente hay un reporte sobre los efectos de las propiedades magnéticas del superconductor debidos a la presencia del ferromagneto [5]. La presente investigación muestra mediciones de magnetización y temperatura crítica sobre estructuras S/F mediante la utilización de un magnetómetro SQUID. Los resultados indican que es posible controlar el la Magnetización del superconductor mediante la aplicación de campos magnéticos pequeños del orden de los campos coercitivos del ferromagneto. [1] R. J. Kinsey, G. Burnell and M. G. Blamire, IEEE Trans. Appl. Supercond., 11, 904, (2001). [2] A. Rusanov, M. Hesselberth, S. Habraken and J. Aarts, Physica C, 404, Issue 1-4, 322 (2004). [3] V.V. Ryazanov, V. A. Oboznov, A.S. Prokof’ev, and S. V. Dubonos, JETP Lett. 77, 39 (2003). [4] E. J. Patiño, C. Bell and M.G. Blamire, European Physical Journal, 68, 73 (2009) [5] S. Kobayashi, H. Oike, M. Takeda, and F. Itoh, Phys. Rev. B 66, 214520 (2002).

Archivo: MC-195


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Elaboración de películas de TiO2 por sedimentación valorando el efecto de diferentes pHs sobre la distribución del tamaño del material J.A. Fernández-Gonzalez1*, C. Daza-Velásquez3, J.C. Salcedo-Reyes2, A.M. Pedroza Rodríguez1. 1

Grupo de Biotecnología Ambiental e Industrial. Universidad Javeriana. Carrera 7 No. 4382, Bogotá, Colombia. 2 Grupo de películas delgadas. Departamento de Física. Universidad Javeriana. Carrera 7 No. 43-82, Bogotá, Colombia. 3 Grupo de fotoquímica, Departamento de Química. Universidad Javeriana. Carrera 7 No. 43-82, Bogotá, Colombia. *[email protected]

Este estudio evaluó la preparación de películas delgadas con TiO2 (USP) grado farmacéutica. La suspensión de TiO2 en agua desionizada se sometió a cuatro ciclos de sedimentación a diferentes pHs (1, 6 y 9), separando los granos de TiO2 por tamaño. Para esto, se determinó previamente la velocidad de sedimentación del TiO2 a distintos pHs (1.6, 3, 8, 9), los cuales se ajustaron usando H2NO3 (10 %) y NaOH(10 N). La evaluación se llevó a cabo durante una 1 hora realizando mediciones de las zonas de sedimentación cada 5 minutos. No se encontraron (prueba Kruscal-Wallis, α=0.05)

diferencias

significativas en los pHs 1.6 (2.8 mm/min) y 9 (3.6 mm/min), donde se obtuvieron las velocidades más bajas de sedimentación con respecto a los otros pHs evaluados, lo que determinó que se seleccionaran estos dos pHs para llevar a cabo los ciclos de sedimentación. Se realizaron cuatro ciclos de sedimentación con el TiO2 (1% m/v) en suspensión en 3L de agua desionizada a pHs 9 y 1.6. Con la suspensión obtenida en el cuarto ciclo se prepararon películas por sedimentación simple empleando SiO2 como sustrato. Sus características superficiales fueron evaluadas por Microscopia de Fuerza Atómica y Microscopia Electrónica de Barrido. Los resultados demuestran la formación de aglomerados de distintos tamaños en la película. Adicionalmente, se realizaron analisis de difracción de rayos X los que revelaron los picos 27,4º y 36,08º correspondientes a los planos (101) y (110) para rutilo y 25,28º, 37,80º pertenecientes a los planos (101) y (004) para anatasa.

Archivo: MC-196

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ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES MAGNETICAS Y ESTRUCTURALES DEL SISTEMA Fe56.25Al43.75 PREPARADO POR ALEAMIENTO MECÁNICO Y POR FUNDICION DE ARCO

1

J. S. Trujillo1*, J. A. Tabares1, G. A. Pérez Alcázar1 Departamento de Física: Grupo de Metalurgia Física y Teoría de las Transiciones de Fase, Universidad del Valle, A. A. 25360, Cali. *[email protected]

.

Un estudio de las propiedades magnéticas y estructurales del sistema de Fe56.25Al43.75 se realizó mediante espectrometría Mössbauer y difracción de rayos X. La aleación fue preparada por dos técnicas diferentes: aleamiento mecánico (AM) durante 48 horas y por fundición de arco. Ambas aleaciones fueron sinterizadas a 700 ºC durante 8 días. La muestra obtenida por AM presenta una fase estructural BCC y muestra un comportamiento ferromagnético con líneas muy anchas y un campo hiperfino medio de 25 T. Después del tratamiento térmico la aleación presenta una fase estructural FeAl cubica simple y tiene una tendencia al ordenamiento con líneas más estrechas y un campo hiperfino medio, que disminuye a un valor de 24 T. La aleación obtenida por fundición de arco presenta la fase estrucutral FeAl cúbica simple y muestra un comportamiento ferromagnético con líneas más estrechas.

Archivo: MC-197


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Estudio de las Propiedades Dieléctricas de SrTiO3 y LaCoO3 A.Cortes1, W. Lopera1, P.Prieto1,2* 1

Departamento de Física: Grupo de Películas Delgadas, Universidad del Valle 2 Centro de Excelencia en Nuevos Materiales- CENM *Email del Autor correspondiente: [email protected]

. Se llevaron a cabo medidas de impedancia sobre muestras monocristalinas de SrTiO3 (con orientaciones 111, 100 y dopado con Nb) y LaCoO3 policristalino en un rango de temperatura entre 250°C y 400°C como una función del cambio de frecuencia. Para cada una de las medidas realizadas sobre los monocristales de SrTiO3 se observa la formación de dos semicírculos cuyo diámetros (R~106 ohmios) disminuyen con el aumento de la temperatura, lo que conlleva a que la conductividad a través del material tienda a aumentar. Particularmente para el caso de la muestra monocristalina de SrTiO3 dopada con Nb se aprecia la formación de un solo semicírculo cuyo diámetro (R~700-1400 ohmios) disminuye con T; sobre cada una de estas medidas se realizo un ajuste mediante un circuito equivalente compuesto por una resistencia, un condensador y un elemento de fase. También se observaron efectos de relajamiento dieléctrico caracterizados por un patrón de correlación en el salto de los portadores de carga activado térmicamente que contribuyen a la conducción. El factor de correlación para el caso de la muestra monocristalina de SrTiO3 con orientación 111 esta entre 0.83 y 0.97 y entre 0.80 y 0.88 para el mismo monocristal con orientación 100, esto indica que el mecanismo de salto de los portadores esta menos correlacionado para el caso de la orientación 111 que para la 100; cuando la correlación es 1 el sistema tiende a un comportamiento tipo Debye.

Archivo: MC-198

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ESTUDIO MAGNÉTICO DE CITAS TIPO FINEMET MEDIANTE LA TECNICA DE SUSCEPTIBILIDAD AC H.A.Giraldo D1, A. Rosales Rivera1, A.A Velasquez1

*

1

Laboratorio de Magnetismo y Materiales Avanzados. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales. *[email protected] .

En este trabajo se presenta un estudio del comportamiento magnético de cintas tipo FINEMET mediante la técnica de susceptibilidad AC. Los resultados experimentales de las componentes real e imaginaria de la susceptibilidad AC, son dados en función de campo externo aplicado DC a temperatura ambiente y a una temperatura de 80 ºK realizando un ciclo completo entre -60 y 60 Oe, manteniendo fija la frecuencia, repitiéndose este proceso para diferentes frecuencias: de 10 a 100 Hz con incrementos de 10 Hz, de 100 Hz a 1 KHz con incrementos de 100 Hz y de 1 a 10 KHz con incrementos de 1KHz. La amplitud del campo alterno fue de 1 Oe (rms). Se presenta además un estudio de susceptibilidad AC en función de la longitud de las cintas.

Archivo: MC-199


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Observation of crossover from three-dimensional to two-dimensional variable-range hopping conduction in (LSMO)(HC) composites E. Baca1, L. Lopéz1, B. Albán1, W. Lizcano1, O. Morán2, J. Quiroga3, B. Insuasty3, J. Trilleras3, and J. Portilla3 1

Grupo de Ingeniería de Nuevos Materiales, Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360 Cali, Colombia 2 Laboratorio de Materiales Cerámicos y Vítreos, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia sede Medellín, A.A. 568 Medellín, Colombia 3 Heterocyclic Compounds Research Group, Departamento de Química, Universidad del Valle, A. A. 25360 Cali, Colombia

*email del Autor correspondiente: eval.baca @correounivalle.edu.co

.

The compounds pyrazole nucleus and structures containing the pyrazole skeleton, such as pyrazolo [3,4b]pyridine systems have proved to be an interesting class of heterocycles (HC) due to diverse pharmacological effects on humans. HC minute amounts change dramatically the electrical properties of La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO) manganite. Exactly, the charge transport mechanism in the (LSMO)0.95(HC)0.05 composites has been explored within the framework of variable-range hopping (VRH) conduction model. It was found that the electrical properties of the pure La2/3Sr1/3MnO3 manganite (LSMO) were drastically modified by the addition of a heterocyclic organic material (HC) just in proportions as low as 5% wt. The temperature dependence of the resistivity of the composites showed a rather semiconductor-like behavior with a clear slope change at ~ 150 K. This feature seemed to be related to a change in the dimension of the variable-range hopping conduction from three-dimensional to two-dimensional regime. Interestingly, the negative magnetoresistance (MR) of (LSMO)0.95(HC)0.05 composites reached the value at low-temperatures (~ 50 % in µ0H=5 T). From the fitting procedure to the VRH conduction model, important microscopic parameters of the material as the localization length, ξ=5.7 Å was obtained, which is physically plausible since ξ is expected to be of the order of the Mn-Mn separation. The magnetic properties of the composites correspond to those observed in pure LSMO.

Archivo: MC-200

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CRECIMIENTO DE RECUBRIMIENTOS DE CARBONO TIPO DIAMANTE (DLC) DOPADO CON W Y Si SOBRE ACERO AISI-316 F.A. Lerma1, G.F. Plazas1, C.E. Goyes1 y C. A. Rincón2, J. F. Jurado3 y F. Fonthal1* 1

Investigación de materiales Avanzados para Micro y Nanotecnología (IMAMNT), Universidad Autónoma de Occidente, Facultad de Ingeniería, Cali, Colombia. 2 Física de Bajas Temperaras (FISBATEM), Universidad del Cauca, Facultad de Física, Popayán, Colombia. 3 Propiedades Ópticas de los Materiales, Universidad Nacional sede Manizales, Facultad de Ingeniería, Manizales, Colombia. *

[email protected],

Resumen: Con el objetivo de observar el efecto del dopaje sobre la respuesta tribológica y mecánica del carbono tipo diamante (DLC), se crecieron recubrimientos de este dopándolos con silicio (Si-DLC) y tungsteno (W-DLC) sobre acero inoxidable AISI-316, usando la técnica de co-sputtering por radio frecuencia. Se deposito una intercapa de titanio (Ti) sobre el acero mejorando la adherencia de los recubrimientos. Se uso un blanco de grafito de 2 pulgadas de diámetro con trozos de Si y W, presión de argón de 1x10-2 mbar, potencia de 60 W y temperatura de 400 oC. Espectros Raman característicos de carbono tipo diamante con bandas D y G ubicados en 1380 y 1580 cm-1 para la muestra dopada con Si y 1390 y 1580 cm-1 para la muestra dopada con W. Otras bandas registradas posiblemente de carburos de silicio y de tungsteno formadas en los recubrimientos. En el ensayo de desgaste se utilizaron bolas de carburo de tungsteno (WC) y de alúmina (Al2O3) con una fuerza de 1 N, 50 m de distancia y una velocidad de 10 cm/s. Los recubrimientos de W-DLC y Si-DLC presentaron coeficiente de fricción entre 0,2 y 0,3 con bola de Al2O3 y valores entre 0,3 y 0,6 con bola de WC respectivamente y tasas de desgaste comparables para los recubrimientos arrojando un valor de 1,5x10-5 mm-3/Nm, dos órdenes de magnitud menores que el acero con un valor 1,04x10-3 mm-3/Nm. La dureza y el coeficiente de rugosidad encontrados para los recubrimientos, estuvieron entre 10,9 y 11,8 GPa y de 23 y 28 nm respectivamente.

Archivo: MC-201


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ESTUIDIO MAGNÉTICO Y ESTRUCTURAL A BAJAS TEMPERATURAS DE LA ALEACIÓN NANOESTRUCTURADA Fe67.5Ni32.5, MECANICAMENTE ALEADA J.L.Valenzuela1,J.F. Valderruten2, G.A.Perez1. H.D.Colorado1 1

2

Departamento de Física, Universidad del Valle, A. A. 25360, Cali, Colombia Corporación para la corrosión, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia

[email protected] .

Una muestra del sistema Fe67.5Ni32.5 fue producida por aleación mecánica en un molino planetario de bolas de alta energía durante 10 horas. El estudio de difracción de rayos X da a conocer que la muestra presenta dos fases, la fase Fe-Ni BCC y las fases Fe-Ni FCC con granos manométricos. Los Espectros Mössbauer(EM) a diferentes temperaturas de esta muestra fueron ajustados con dos distribuciones de campo magnético hiperfino y dos singletes paramagnético. Una distribución la cual presenta grandes campos, es atribuida a la fase ferromagnética BCC (tetrataenite), y la otra distribucion con un menor campo hiperfino medio corresponde a la fase de la FCC (taenite). Los singletes se atribuyen a la fase FCC, y corresponden a los sitios con momentos magnéticos bajos de esta fase. Cuando la temperatura baja de la temperatura ambiente de hasta 18 K, los campos hiperfinos de la fase BCC se incrementa de 32 a 35 T, y el de la fase de FCC aumenta desde 23 hasta 33 T , este aumento se atribuye a dos posibles transiciones que se produce en esta fase: superparamagnéticas a la transición ferromagnéticas cerca de 200 K y vidrio de spin para la transición ferromagnética entre 40 y 50 K. La aparición de estas dos transiciones fueron probados por (EM) y por susceptibilidad magnética.

Archivo: MC-202

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PLASMONES SUPERFICIALES EN SISTEMAS MULTICAPAS C. A. Herreño F.1, 2*, E. J. Patiño 1 1

Departamento de Física: Laboratorio de Superconductividad, Universidad de los Andes Facultad de Ciencias y Educación: Grupo de Instrumentación Científica & Didáctica, Universidad Distrital “Francisco José de Caldas” * [email protected]

2

RESUMEN

La plasmónica es la rama principal de la nanofotónica que explora la posibilidad de confinar ondas electromagnéticas en cavidades con dimensiones por debajo de la longitud de onda [1, 2]. Los plasmones superficiales acoplados a la luz (polaritones plasmónicos de superficie - SPP) han mostrado ser los candidatos para este fin. La producción de SPPs es un problema suficientemente entendido en la actualidad [1]; sin embargo, el control de la propagación de los SPPs para abrir la posibilidad al diseño y fabricación de dispositivos plasmónicos es aún materia de investigación. En este sentido varios trabajos han mostrado que el acoplamiento magnético puede ser la posible solución a este problema [3, 4]. No obstante, las características básicas de un interruptor elemental de SPPs aún no están claras. En este trabajo se presenta un modelo teórico y un montaje experimental desarrollado enteramente en nuestro laboratorio, el cual consta de un sistema de nanorotadores con resolución de los arcosegundos que permiten detectar plasmones. Adicionalmente, se espera investigar los efectos sobre los SPPs producidos en sistemas multicapas de metales nobles y ferromagnéticos, bajo la acción de un campo magnético con la finalidad de modular su producción. Referencias [1] Maier, S.A., Plasmonics : fundamentals and applications. 1st ed. 2007, New York: Springer. xxiv, 223 p. [2] Brongersma, M.L., R. Zia, and J.A. Schuller, Plasmonics the missing link between nanoelectronics and microphotonics. Applied Physics A: Materials Science & Processing, 2007. 89(2): p. 221-223. [3] González, et al., Surface-magnetoplasmon nonreciprocity effects in noblemetal/ferromagnetic heterostructures. Physical Review B, 2007. 76(15): p. 153402. [4] Sapienza, L. and D. Zerulla, Surface plasmon excitation on magnetoactive materials. Physical Review B, 2009. 79(3): p. 033407.

Archivo: MC-203


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INFLUENCIA DE LA ATMOSFERA EN LAS PROPIEDADES MAGNETICAS Y ESTRUCTURALES DEL SISTEMA Nd0.257Fe0.743 OBTENIDAS POR ALEAMIENTO MECANIO Y. Rivera Galeano1, Y. A. Rojas Martínez1, D. Oyola Lozano1, H. Bustos Rodriguez1 y G. A. Pérez Alcázar 2. 1

Departamento de Física. Universidad del Tolima. A.A 546, Ibagué, Colombia Departamento de Física. Universidad del Valle. A. A 25360, Cali, Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected], [email protected]

2

Resumen Se prepararon muestras binarias de la composición Nd0.257Fe0.743 por aleamiento mecánico durante 48 horas, para la fabricación de blancos de un sistema de sputtering. Se estudiaron el efecto de la molienda en atmósfera de argón y luego comparada con la molienda en atmosfera de aire. Las propiedades estructurales se estudiaron por difracción de rayos X (XRD) y las propiedades magnéticas por espectrometría Mössbauer. Los espectros Mössbauer de las muestras preparadas en ambos casos se ajustaron con una distribución de campo magnético y un sitio paramagnético. El área espectral del sitio paramagnético en la muestra molida en atmosfera de aire es del 92% mientras que en la muestra molida en atmósfera de argón es menor al 10%, indicando que la atmósfera de argón favorece el comportamiento ferromagnético de esta composición. Los resultados de XRD evidencia una estructura hexagonal tipo neodimio con tamaños de cristalito de 6 nm para la muestra molida en atmósfera de argón mientras que para la muestra molida en atmósfera aire presenta una estructura amorfa.

Archivo: MC-204

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Fabricación de una celda solar híbrida basada en nanopartículas de ZnO y Zn1-x FexO, obtenidas a partir de síntesis mecanoquímica. Johny Jaramillo12*, Cesar Barrero12, Jailes Beltran1, Jaime Osorio12, Franklin Jaramillo3. 1

2

Grupo de Estado solido, Universidad de Antioquia. Grupo de Instrumentación Científica y microelectrónica, Universidad de Antioquia. 3 Grupo de Corrosión y Protección, Universidad de Antioquia. * jdex87 @gmail.com. Resumen

Las celdas solares híbridas son dispositivos que combinan las propiedades ópticas y eléctricas ya conocidas de los semiconductores inorgánicos con las de polímeros semiconductores. Estas celdas son prometedoras por su potencial bajo costo de elaboración así como por la posibilidad de ser fabricadas sobre sustratos flexibles. En este trabajo se fabricaron celdas basadas en dos tipos diferentes de polímeros semiconductores: P3HT y MEH-PPV, conjugados con nanopartículas de ZnO puro y dopadas con hierro en diferentes porcentajes (Zn1-xFexO). Las nanopartículas se sintetizaron por método mecanoquímico (Molienda mecánica más tratamiento térmico) y se caracterizaron por difracción de rayos X, Termogravimetria, Espectroscopia de reflectancia difusa, Espectroscopia Raman y Espectroscopia Mossbauer, y la celda completa se caracterizó por Espectroscopia de absorbancia UV-Visble, Espectrofluorescencia y medidas de la respuesta eléctrica. Como resultado del proceso de síntesis, se obtuvieron polvos nanopartículados de ZnO puro y dopados con hierro al 1, 3 ,5, 8 y 10%. Con un tamaño de cristalito mínimo de 13,8nm, en estructura Wurtzita. Se encontró también un gap de energía de 3,2 eV para el ZnO puro y de 2,12 eV para el ZnO dopado con hierro al 5%, lo que evidencia una alta sintonizabilidad del gap de energía. Las celdas fabricadas con MEH-PPV registraron hasta un 68% de Quenching (extinción de la fluorescencia) y un voltaje de circuito abierto (Voc) de aproximadamente 1 mV, mientras que las fabricadas en base al P3HT, registraron un (Voc) de hasta 4,8mV.

Archivo: MC-205


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PROPIEDADES ÓPTICAS DE PELÍCULAS DE MoO3 OBTENIDAS POR ATOMIZACIÓN PIROLÍTICA. H. M. Martínez1, J. Torres1, L.D. López Carreño1, Y. Pastrana1, M. Rodriguez2 1

Departamento de Física: Grupo de Materiales con aplicaciones Tecnológicas, Universidad Nacional de Colombia-Sede Bogotá. 2 Departamento de Física: Grupo de Materiales, Universidad Nacional Autónoma de Mexico, UNAM, Juriquilla-México *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN .

Se crecieron películas delgadas de Trioxido de Molibdeno (MoO3) sobre sustratos de vidrio y de silicio por la técnica de atomización pirolítica. Se utilizó como precursor una solución 0.1 M de Heptamolibdato de Amonio Pentahidratado ((NH3)6Mo7O24.4H2O) disuelto en agua des-ionizada, el volumen de aspersión se mantuvo constante en 4ml y el depósito se realizó a diferentes temperaturas de sustrato comprendidas entre 473 y 723 K. Las películas se caracterizaron por difracción de rayos X, por espectrometría infrarroja y ópticamente con la medida de la transmitancia en el rango comprendido entre 290 nm y 2500nm. Las películas obtenidas presentaron un crecimiento preferencial en la dirección (0k0) de la fase α-MoO3. Con base en la simulación teórica de los espectros de transmitancia se calculó el coeficiente de absorción dando como resultado valores del orden de 104 cm-1 en la región de alta absorción, el índice de refracción resultó entre 1.55 y 2.2 y el gap del material resultó de 3.7 eV y 3.0 eV para las películas crecidas a una temperatura de sustrato de 473 K y 723K respectivamente.

Archivo: MC-206

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RECUBRIMIENTOS DE TiCN DEPOSITADOS A PARTIR DE UN BLANCO BINARIO DE TITANIO/GRAFITO MEDIANTE MAGNETRON SPUTTERING R.F. D. Chantre1, J. Posada1, W. Rivera1, G. Bolaños1, F. Sequeda2, C. Rincón1*. 1

2

Departamento de Física, Universidad del Cauca, Popayán, Colombia. RDAI, Laboratorio de Recubrimientos Duros y Aplicaciones Industriales, Universidad del Valle, Cali, Colombia. *

[email protected] RESUMEN

Se crecieron recubrimientos duros de TiCN sobre aceros M2 usando pulverización catódica reactiva con campo magnético R.F. y un blanco binario de titanio/grafito de 2 pulgadas de diámetro y pureza de 99.99%. El flujo de nitrógeno se varió de 0.5 a 2.5 sccm en la mezcla de Ar/N2, para una presión total constante de 1x10-2 mbar. Los recubrimientos se crecieron a una temperatura de 380oC y a potencias del plasma de 50W y 80W. Las propiedades mecánicas y tribológicas fueron analizadas por medio de técnicas de nanoindentación dinámica y bola sobre disco. Morfología y rugosidad de la superficie fue determinado por Microscopia de Fuerza Atómica AFM. Para una potencia de 50W la dureza cambia de 15.8 a 18.6 GPa con la variación del flujo de nitrógeno. Para una potencia de 80W la dureza se incrementa a 24.3 para un flujo de nitrógeno de 1.5 sccm. Un valor de dureza de 17.5 Gpa para un recubrimiento de TiC de referencia fue obtenido. Similares resultados se obtienen para el modulo de elasticidad el cual cambia de 228. 7 Gpa a 250.8 Gpa. El coeficiente de fricción dinámico cambia ligeramente entre 0.27 y 0.32 con el flujo de nitrógeno y el coeficiente de desgaste correlaciona con el coeficiente de fricción dinámico con valores entre 3.34x10-12 m3/Nm a 7.50x10-12 m3/Nm. La morfología de la superficie obtenida por AFM indica que los recubrimientos crecen en forma columnar.

Archivo: MC-207


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COMPORTAMIENTO PSEUDOCRÍTICO DE NANOPARTÍCULAS DE MATERIALES FERROMAGNÉTICOS PUROS Y ALEACIONES DESORDENADAS: MÉTODO VARIACIONAL Y SIMULACIÓN MONTE CARLO E. A. Velásquez1,2*, J. Mazo-Zuluaga2, J. Restrepo3, Òscar Iglesias4 1

Facultad de ingenierías: Grupo de Investigación en Modelamiento y Simulación Computacional, Universidad de San Buenaventura, Seccional Medellín. 2 Instituto de Física: Grupo de Instrumentación Científica y Microelectrónica., Universidad de Antioquia 3 Instituto de Física: Grupo de Magnetismo y Simulación, Universidad de Antioquia. 4 Departament de Física Fonamental and Institut de Nanociència i Nanotecnologia, Universitat de Barcelona. * [email protected] .

Se estudian las propiedades y comportamientos pseudocríticos de nanopartículas de aleaciones FeMnAl y α-Fe usando el principio variacional basado en la desigualdad de Bogoliubov por medio de un Hamiltoniano de Ising. Las aleaciones presentan varias características importantes como desorden atómico, dilución e interacciones competitivas. Este tipo de sistemas se caracterizan por exhibir en condiciones bulk comportamientos de vidro de espín (SG) y vidrio de espín reentrante (RSG). Nuestros resultados permiten concluir que el modelo variacional es apropiado para describir los comportamientos presentados por las propiedades magnéticas cuando se disminuye el tamaño de la nanopartícula tanto para el caso de hierro puro como para aleaciones consideradas. En el último caso se nota una reducción de la magnetización a bajas temperaturas consistente con el comportamiento RSG observado en bulk y en acuerdo con la línea de Almeida-Thouless para campos pequeños. Por último se calculan los exponentes correspondientes a la longitud de correlación para nanopartículas dando valores de ν=0.926 por medio de Bogolibov y ν=0.71 vía simulación Monte Carlo. Las diferencias de estos exponentes con respecto al caso del modelo de Ising puro están de acuerdo con los criterios de Harris y Fisher.

Archivo: MC-208

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RELACIONES DE ESCALAMIENTO PARA LA TEMPERATURA CRÍTICA EN NANOCILÍNDROS DE HIERRO: ENFOQUE MONTE CARLO RÁPIDO E. A. Velásquez1,2*, J. Mazo-Zuluaga2, J. Restrepo3, J. Mejía-López4 1

Facultad de ingenierías: Grupo de Investigación en Modelamiento y Simulación Computacional, Universidad de San Buenaventura, Seccional Medellín. 2 Instituto de Física: Grupo de Instrumentación Científica y Microelectrónica., Universidad de Antioquia 3 Instituto de Física: Grupo de Magnetismo y Simulación, Universidad de Antioquia. 4 Facultad de Física, Pontificia Universidad Católica de Chile. Centro para el desarrollo de la nanociencia y la nanotecnología (CEDENNA) Santiago de Chile. * [email protected] .

Pocos años atrás, y dentro del estudio de los sistemas magnéticos nanoestructurados se propone una metodología que combina la técnica de escalamiento [Phys. Rev. Lett. 88, 237202 (2002)] y el método de simulación Monte Carlo, llamada “Fast Monte Carlo” (FMC)[Phys. Rev. B 73, 092417 (2006)]. En esta formulación inicialmente no se tuvo en cuenta la manera como debe escalar la temperatura. Con la intención de dar indicios sobre esto se pretende hacer un estudio sistemático de los comportamientos en las propiedades magnéticas como magnetización, calor específico y susceptibilidad magnética en función de la temperatura escalada para nanocilindros de α-Fe de diferentes diámetros y altura fija. Los resultados muestran que los cilindros de diámetro menor de 65nm presentan estado ferromagnético a lo largo del plano perpendicular al eje del cilindro en acuerdo con resultados experimentales. De la misma manera se presenta el estado vórtice para cilindros de 65nm a 100nm. En todos los tamaños estudiados se evidencia una temperatura de transición orden-desorden tanto para los cilindros con comportamiento ferromagnético como para los que presentan vórtice. Los resultados muestran claramente una dependencia lineal de la temperatura de transición escalada con el factor de escalamiento para todos los valores del diámetro, así como un aumento de la temperatura de transición con el tamaño.

Archivo: MC-209


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TRANSFORMACIÓN DE LOS ÓXIDOS DE UN MINERAL DE HIERRO SOMETIDO AL PROCESO DE ALEACIÓN MECÁNICA W. A. Pacheco Serrano1, H. A. Fonseca Montaña2, C. Ortiz3, J. Restrepo4, A. Rosales Rivera5 1*

Escuela de Física: Grupo Magnetismo e Interacciones Hiperfinas, UPTC Departamento de Física: Grupo Magnetismo e Interacciones Hiperfinas, UNITRÓPICO 3 Escuela de Física: GSEC, UPTC, 4 Universidad de Antioquia, Instituto de Física, 5 Universidad Nacional de Colombia, Laboratorio de magnetismo y materiales avanzados

2

* Email: william.pacheco @uptc.edu.co

Se ha seleccionado una muestra de mineral de hierro del municipio de UbaláCundinamarca (4.744º N, 73.454º W). Las propiedades magnéticas, parámetros de estructura hiperfina de los óxidos de hierro fueron estudiados a diferentes tiempos de molienda mecánica utilizando una relación de masa bolas-polvo de ≈10:1. Las técnicas de caracterización empleadas fueron Difracción de Rayos X (DRX), Espectroscopia Mössbauer (EM) y Magnetometría de Muestra Vibrante (MMV). Durante la evolución del proceso de molienda se observan cambios tanto estructurales como magnéticos. Los resultados antes de la molienda dan la presencia de distintas fases como goethita (47%), hematita, magnetita y cuarzo (10%). A 12 horas de molienda, la proporción del cuarzo es el 1%; la disminución puede explicarse como efecto de la amorfización del cuarzo cuando avanza la molienda. Por otro lado aparece la maghemita como producto de la transformación de la hematita y la magnetita en el proceso de molienda mecánica. Además, la goethita sufre un proceso de deshidratación transformándose en hematita; hecho que se refleja en la fase predominante del difractograma del DRX para las 12 h de molienda. Estas fases de hierro son nanoestructuradas. El material sometido a proceso de molienda presenta un cambio de color diferente al respectivo color natural. De los espectros Mössbauer, además de la relación Fe2+ y Fe3+, se observa la sensibilidad de la distribución de campo hiperfino a los tiempos de molienda y la presencia de una fase superparamagnética a temperatura ambiente corrobora la existencia de nanopartículas. Estos resultados son de interés muy significativo para la nanometalurgia y dan la posibilidad de obtener ferrofluidos a partir de minerales nativos.

Archivo: MC-210

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RECUBRIMIENTO DE FIBRAS NATURALES CON PARTICULAS MAGNETICAS PARA LA INMOVILIZACION DE ALBUMINA S. Calvo B.1, 2*, N. Arias-Duque2, A. Rosales-Rivera1, O. Giraldo2 Laboratorio de Magnetismo y Materiales Avanzados, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales, Cra 27 # 64-60 Manizales, Caldas - Colombia. 2 Laboratorio de Materiales Nanoestructurados y Funcionales, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales, Cra 27 # 64-60 Manizales, Caldas - Colombia. 1

*Email del Autor correspondiente: [email protected]

Resumen .

Se recubrieron fibras de guadua Angustifolia Kunth con nanopartículas de magnetita (NPsM) mediante el método de co-precipitación in-situ de Fe2+ y Fe3+ en NaOH, para posteriormente se recubrieron con TEOS y se funcionalizaron con APTS para ser utilizadas en la inmovilización de la proteína albumina. Para las fibras recubiertas, funcionalización y las fibras con albumina inmovilizada se evaluó: la composición global por medio de la técnica de absorción atómica (A.A.), la estructura mediante difracción de rayos X (XRD), la estabilidad térmica mediante análisis termogravimétrico (TGA) en atmósfera de nitrógeno en un rango de 23°C a 800°C, el comportamiento magnético se evaluó mediante magnetometría de muestra vibrante (VSM) a temperatura ambiente en un rango de -27000 Oe a 27000 Oe y se determino la cantidad de albumina inmovilizada por medio del método biuret. Los resultados mostraron que por medio de este tipo de soporte se puede inmovilizar hasta un 4% de albumina.

Archivo: MC-211


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EVIDENCIAS DE PÉRDIDAS DIELÉCTRICAS CASI CONSTANTES EN EL SISTEMA POLIMÉRICO PVOH-H3PO2 L.A. Rodríguez1, J.E. Castillo1, F. Bedoya1, R.A. Vargas1 1

Departamento de Física: Grupo de Transiciones de Fase en Sistemas no Metálicos Universidad del Valle- Cali-Colombia [email protected]

Fueron analizadas la parte real de la conductividad σ’=(ω,T), en el rango de frecuencias desde 6mHz –10Mhz (υ=ω/2π) y a temperaturas entre los 153 K y 373 K, para el polímero conductor protónico PVHO-H3PO2 (P/OH=0.075). Tanto a bajas temperaturas como a altas frecuencias se observa un término de la forma σ’=(ω,T) = ωε0ε’’(ω) ≈ Aω que depende linealmente de la frecuencia, el cual corresponde al fenómeno de “Pérdidas Dieléctricas casi Constante” (conocida en la literatura con las siglas en Inglés NCL, o “Nearly Constant Loss”), ε’’(ω) ≈ A, donde A es independiente de la frecuencia. Este resultado también se verifica por la forma de los datos de permitividad imaginaria ε’’(ω). La dependencia de σ’=(ω,T) con la temperatura a frecuencia constante muestra una temperatura de cruce Tc desde un NCL a un comportamiento potencial de la frecuencia, tal que ω= ω0 exp(-Em/kBT), donde υ0 y Em son identificados como la frecuencia de salto y la energía en la que los iones H+ abandonan sus sitio de equilibrio. Se observó que Em ≠ Eσ (Eσ es la energía de activación para la migración iónica), además que existe una dependencia exponencial entre la constante del NCL, A, y la temperatura, tal que A ∝ exp(BT). Estos resultados aportan evidencia experimental que la conducción debido al NCL no puede generar una contribución aditiva de la forma Aε0ω a la Respuesta Universal de Jonscher. Palabras claves: Electrolito polimérico, PVOH, relajación eléctrica, NCL

Archivo: MC-212

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DEGRADACIÓN FOTOCATALÍTICA DE PELÍCULAS DE TIO2 PREPARADAS POR LA TÉCNICA DE SOL-GEL EN UNA ATMOSFERA DE NITRÓGENO I. Delgado, J. A. Cardona Bedoya*, A. E. Florido, Nori M. Jurado M., H. Celemin Sánchez, R. E. Medina Ramírez Departamento de Física: Grupo de Investigación en Materiales semiconductores y superiónicos, Universidad del Tolima *E-mail : [email protected] RESUMEN El dióxido de titanio (TiO2) es el semiconductor que más se utiliza para promover de una manera eficiente hidrocarburos mediante una reacción fotocatalítica. Usando el método de Sol-gel se han crecido películas de TiO2 sobre substratos de vidrio para aplicaciones fotocatalíticas. Con el fin de controlar la fase cristalina, se utilizaron diferentes condiciones de crecimiento en términos de los precursores utilizados para la solución de crecimiento de Sol-gel. Las películas fueron tratadas térmicamente a 550 °C en una atmosfera de nitrógeno. La energía de banda prohibida fue determinada mediante el espectro de absorción óptica. La actividad fotocatalítica de las películas fue evaluada mediante la decoloración de una solución acuosa de azul de metileno. Se comprobó el efecto de la degradación en un espectrofotómetro UV-VIS evolution 600

Archivo: MC-213


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MATCHED FILTER IN THE FRACTIONAL FOURIER TRANSFORM DOMAIN. Sandra E. Molina 1 L. Matos 2 y C. O. Torres 2 Estudiante Maestría en Ciencias Físicas SUE Caribe Universidad Popular del Cesar. Valledupar-Colombia. 2 Grupo LOI, Universidad Popular del Cesar. Valledupar-Colombia. 1

*[email protected] RESUMEN Un filtro adaptado es el filtro lineal óptimo para maximizar la relación señal a ruido (SNR) en presencia de ruido aditivo. Los filtros adaptados son usados comúnmente en sistemas donde la señal transmitida es conocida y puede ser usada como una réplica para ser correlacionada con la señal recibida, la cual puede ser realizada por multiplicación en el dominio de la frecuencia aplicando la Trasformada de Fourier (FT). La Transformada Fraccional de Fourier (FrFT) es el caso general de la FT y es superior en la compresión de pulsos chirp utilizando el orden óptimo de la FrFT. En este artículo un filtro adaptado esta implementado para una señal chirp de radar en el dominio de la FrFT óptima. La fórmula matemática para un receptor de señal chirp en el dominio de la frecuencia y una formula generalizada en el dominio fraccional de Fourier son presentados es este artículo usando el Principio de Fase Estacionaria (PSP). Estas expresiones matemáticas son usadas para mostrar las limitaciones del filtro adaptado en el dominio fraccional de Fourier. Se describen los parámetros que afectan que afectan la señal chirp en el dominio fraccional de Fourier óptimo. Se presenta la mejora del rendimiento mediante el uso del filtro adaptado en el dominio fraccional de Fourier para casos especiales. Palabras claves: Filtros adaptados, Filtro adaptado para radar, señal chirp, transformada fraccional de Fourier.

Archivo: MC-214

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TRANSMISSION SPECTRA AND BAND PROFILES OF ZERO-HNI AND PLASMON-POLARITON NON-BRAGG GAPS IN 1D METAMATERIAL PHOTONIC SUPERLATTICES C. Agudelo-Arango1, J. R. Mejía-Salazar1, N. Porras-Montenegro1, E. Reyes-Gómez2 and L. E. Oliveira3 1 Departamento de Física: Grupo de Física Teórica del Estado Sólido,Universidad del Valle, A.A.25360, Cali, Colombia. 2 Departamento de Física: Universidad de Antioquia, A.A. 1226, Medellin, Colombia. 3 Instituto de Física, UNICAMP, Campinas-SP, 13083-859, Brazil 1 [email protected] ESCRIBIR AQUÑI EL RESUMEN DEL TRABAJO (Máximo .


A theoretical study of the photonic band structure and transmission spectra for 1D periodic superlattices with an elementary cell composed by two layers of refractive indexes na and nb, which may take on positive as well as negative values, has been performed within the transfer-matrix approach. The dependence on the angle of incidence of the electromagnetic wave for excitation of plasmon polaritons as well as the properties of the 〈n〉=0 gap were thoroughly investigated. Results are found for the generalized conditions that must be satisfied by the ratio a/b of the layer widths of metamaterial photonic superlattices, for both TE and TM polarizations, in order to have an omnidirectional 〈n〉=0 gap. The present study indicates new perspectives in the design and development of future optical devices.

Archivo: MC-215


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Dinámica no lineal de campo medio para un sistema microcavidad punto cuántico Carlos Rivera Ruiz1, Herbert Vinck Posada2, Boris A. Rodríguez R.1* 1

2

Grupo de Física Atómica y Molecular, Instituto de Física, Universidad de Antioquia Grupo de Información y Óptica Cuántica, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá * [email protected]

Desde la demostración experimental en 1995 de la condensación de Bose-Einstein (BE) en átomos fríos, ha surgido un renovado interes en el estudio de la física de las interacciones en condensados BE. Recientemente, el descubrimiento del condensado de polaritones en sistemas de puntos(pozos) cuánticos embebidos en microcavidades de estado sólido, ha puesto a prueba la física del condensado de BE por el complejo entorno que ofrece el material sólido a las excitaciones elementales. En este trabajo, se realiza un análisis dinámico de un sistema microcavidad-punto cuántico, usando una teoría de campo medio. El estado base del sistema se representa por medio de un estado correlacionado de electrónhueco (estado Hartree-Fock-Bogoliubov) producto directo un estado coherente del modo de la cavidad. Tomando el campo medio a la ecuación maestra, es decir se incluyen procesos disipativos y de bombeo en nuestro formalismo, se obtiene un sistema de ecuaciones diferenciales para las poblaciones y coherencias del operador densidad del sistema. Se realiza una caracterización de los estados asintóticos del sistema en función del espacio de parámetros (la asintonía fotón-excitón, la intensidad de la interacción de Coulomb entre el electrón y el hueco, y las tasas de bombeo y pérdida). La dinámica que emerge de este sistema es bastante rica, como lo sugieren diferentes diagramas de fase y de bifurcación que ya calculados. Por último se estudian el régimen de parámetros físicos para los cuales el sistema adquiere biestabilidad.

Archivo: MC-216

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PROPIEDADES MAGNÉTICAS Y CRISTALOGRÁFICAS DE NANOPARTÍCULAS DE SnO2 CO-DOPADAS CON Fe Y Sb J.J. Beltran1,2, J. Osorio2, E. M. Baggio-Saitovitch3, C.A. Barrero2,* 1

2

Instituto de Química, Universidad de Antioquia. Instituto de Física: Grupo de Estado Sólido, Universidad de Antioquia. 3 Centro Brasilero de Pesquisas Físicas, Rio de Janeiro, Brasil. *[email protected]

Para convertirse en una tecnología práctica, la espintrónica basada en semiconductores requiere de la fabricación, uso y entendimiento de semiconductores que exhiban ferromagnetismo a temperatura ambiente [1]. El SnO2, dopado diluidamente con iones magnéticos, es un óxido semiconductor promisorio [2]. Debido al bajo nivel con que se deben dopar estos materiales es muy importante determinar con precisión la ocupación cristalográfica de los iones, y estar seguros de la ausencia de fases no deseadas. Por lo tanto, la caracterización de las muestras utilizando diferentes técnicas es esencial para tener un completo entendimiento del material. En este trabajo se estudia el efecto del co-dopaje con Fe y Sb de nanopartículas de SnO2 sobre sus propiedades cristalográficas, estructurales y magnéticas. Se prepararon muestras de Sn1-x-yFexSbyO2 (x, y = 0, 0.05, and 0.1) utilizando el método sol-gel basado en un proceso modificado de Pechini. Para ello se utilizaron SnCl2 y SnCl4 como fuentes de estaño, FeCl2 y FeCl3 como fuentes de hierro y SbCl3 como fuente de antimonio. Fluorescencia de rayos X para todas las muestras con y = 0.1 mostraron que el contenido atómico de Fe y de Sb esta en un acuerdo razonable con sus composiciones nominales. Los patrones de difracción de rayos X para todas las muestras revelaron sólo los picos debido a la fase de casiterita de SnO2. Las muestras preparadas a partir de SnCl2 y FeCl2 mostraron partículas con tamaños de grano grande y alto grado de cristalinidad. La espectrometría Mössbauer de 119Sn indica sólo la presencia de Sn4+ en sitios octaédricos. El espectro Mössbauer de 57Fe para la muestra Sn0.9Fe0.1O2 preparada a partir de SnCl2 y FeCl2 fue ajustado con dos sextetos asignados a la presencia de hematita defectuosa y dos dobletes atribuidos a Fe3+ en diferentes sitios octaédricos distorsionados de SnO2. A medida que aumenta el contenido Sb, se observó una disminución de la hematita hasta que desapareció a 10 at. %. Por otro lado, para las muestras preparadas a partir de SnCl4 y FeCl3, sólo se detectaron señales paramagnéticas (dos dobletes). Micro-Raman y espectroscopía infrarroja descartan la presencia de hematita en estas muestras. La curva de magnetización contra campo magnético aplicado a temperatura ambiente para la muestra Sn0.9Fe0.1O2 preparada a partir de SnCl4 y FeCl3, mostró componentes paramagnética y ferromagnética. Con la adición de Sb, la curva de magnetización mostró una reducción sistemática en el ciclo de histéresis, y finalmente una señal paramagnética se muestra solamente. Se observaron resultados similares para las muestras preparadas a partir de SnCl2 y FeCl2. [1] S.A. Chambers et al., Materials Today 9, 28 (2006). [2] J.J. Beltrán et al., Journal of Materials Science 45, 5002 (2010). Archivo: MC-217


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SCANNING ELECTRON MICROSCOPY ANALYSIS OF FERROMAGNETIC NANOPARTICLES EMBEDDED IN A HIGH-TC SUPERCONDUCTOR MATRIX 1

O. Paredes1, O. Morán2, and E. Baca3 Centro de Investigaciones en Materiales, Facultad de Ingeniería, Universidad de Nariño, Ciudad Universitaria Torobajo, Pasto, Colombia 2 Laboratorio de Materiales Cerámicos y Vítreos, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, A.A. 568, Medellín, Colombia 3 Grupo de Ingeniería de Nuevos Materiales, Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360 Cali, Colombia [email protected], [email protected]

Abstract We have prepared thick films composites of (Bi-2223)1-x(LSMO)x on (001)-oriented LaAlO3 (LAO) substrates, being Bi-2223 the high-Tc superconductor (HTSC) Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3O and LSMO the ferromagnetic compound La0.7Sr0.3MnO3. Scanning electron microscopy (SEM) shows that the ferromagnetic nanoparticles are embedded in the high-Tc superconductor matrix with an average grain size of 35 nm. The grain size as determined by SEM analysis is in accordance with the result obtained by X-ray measurements. Additionally, the SEM studies show that the LSMO nanoparticles are randomly distributed through the superconducting matrix. Energy Disperse Microscopy (EDS) analysis shows the presence of the constituent elements in the right nominal composition without traces of foreign atoms. The multifunctional behavior of the system is corroborated by sensible magnetic measurements.

Archivo: MC-218

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FERROMAGNETISMO INDUCIDO EN PELÍCULAS DELGADAS DE Bi2Te3 1 1

J. L. Ortiz*, 2C. W. Sánchez, 1G. Bolaños, 2W. Lopera

Laboratorio de Bajas Temperaturas, Departamento de Física, Universidad del Cauca, Calle 5 No4-70 Popayán, Colombia. 2 Departamento de Física, Universidad del Valle, A. A. 25360, Cali, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

En este trabajo presentamos la fabricación de Películas delgadas del sistema Bi2-xMnxTe3 sobre sustratos de Si (100) crecidas a temperaturas de 100, 200 y 300ºC utilizando un sistema de Magnetrón Sputtering R.F a partir de un blanco metálico, en forma de pastilla cilíndrica de 5 cm de diámetro y 3 mm de espesor. Se estableció el porcentaje de substitución de Bi por Mn en 4,5% con x=0,09 debido a que a esta concentración se presenta un comportamiento ferromagnético más definido, y el blanco fue fabricado por el método de reacción de estado sólido, utilizando polvos de alta pureza de Te, Bi, Mn (99.999%) mediante aleación mecánica, sinterizado en una atmósfera de Argón a 1x10-2 mbar y a temperatura de 400ºC. La atmósfera de pulverización fue argón puro a una presión de 1x10-2 mbar, la temperatura de crecimiento se mantuvo constante, y la densidad de potencia RF fue de 3.12 Watt/cm2. El análisis realizado a los resultados de difracción de rayos X (XRD) confirma la formación de la fase Bi2Te3 mientras que el efecto del dopante en las propiedades magnéticas del sistema se estudió mediante medidas de magnetización en función de la temperatura M(T) y magnetización isotérmica en función del campo magnético M(H). Las medidas magnéticas muestran que el material presenta un comportamiento ferromagnético al introducir Mn.

Archivo: MC-219


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PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y ELECTRÓNICAS DEL COMPUESTO Sc0.5In0.5P.

Javier Molina Coronell1, William López Pérez1, Rafael González Hernandez1 1

GFMC. Departamento de Física. Universidad del Norte, A.A.1569, Barranquilla.

RESUMEN

Hemos realizado cálculos de primeros principios para determinar las propiedades estructurales y electrónicas del compuesto Sc0.5In0.5P, en las estructuras zinc blenda y NaCl. Para los cálculos utilizamos el método de ondas planas aumentadas y linealizadas con potencial completo (FP-LAPW) en el marco de la teoría del funcional densidad (DFT). Para representar los efectos de intercambio y correlación empleamos las aproximaciones de densidad local (LDA) [1] y de gradiente generalizado (GGA); con el novedoso potencial de Wu-Cohen [2], el potencial Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) [3] y Engel-Vosko [4], como está implementado en el paquete Wien2k. Para representar las esferas atómicas adoptamos radios muffin-tin 2.4, 1.65 y 1.60 para el In, P y Sc, respectivamente. Para la estructura NaCl adoptamos una celda tetragonal de 4 átomos Pa/mmm del grupo espacial 123, mientras que para la fase zincblenda escogimos la estructura tetragonal P-4m2 del grupo espacial 115. Se encontró que la fase más estable corresponde a la estructura NaCl con constantes de red 3.858 Å, 3.813 Å y 3.777 Å para los potencial PBE, WC y LDA, respectivamente. Analizamos en detalle la estructura de bandas y la densidad de estados en la fase más estable, encontrando para los potenciales estudiados un comportamiento conductor. [1] [2] [3]

[4]

J.P. Perdew, Y. Wang, Phys. Rev. B 45 (1992) 13244. Z. Wu, R. E. Cohen, Phys. Rev. B 73, 235116 (2006). J.P. Perdew, S. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 3865.

E. Engel, S.H. Vosko, Phys. Rev. B 47 (1993) 13164.

Autor correspondiente: [email protected]

Archivo: MC-220

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CARACTERIZACIÓN MICROSCOPICA Y ESPECTROSCOPICA DE ARCILLAS DE MANIZALES

Lucero Álvarez Mino1, Paola Andrea Buitrago Castro2

1

2

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales Programa de Ingeniería Física, facultad de Ciencias Exactas, Universidad de Nacional de Colombia Sede Manizales [email protected]

Identificar y caracterizar cinco muestras de mineral arcilloso, de la formación casabianca (Suelo Blanco) de Manizales, se realizan algunas pruebas para determinar propiedades físicas. Tales como: Microscopia de barrido electrónico (SEM) otorga un análisis EDAX para la identificación porcentual de elementos en las muestras, espectroscopia por difracción de rayos x (XRD), con lo que se identifica el material, su estructura cristalina, el parámetro de red, dimensiones de la celda unitaria y tamaño de cristalito; microscopia de infrarrojo por trasformada de Fourier (FT-IR), se pueden identificar los tipos de enlaces de los diferentes compuestos en las muestras, como también el tipo de vibración de dichos enlaces. Además de identificar el material y sus propiedades, esta información se usa para determinar una posible aplicación.

Archivo: MC-221


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TRANSICIÓN DE FASE EN PELÍCULAS DE KNO3 DETERMINADA A PARTIR DE ESPECTROSCOPÍA VIBRACIONAL (DISPERSIÓN RAMAN) Y CAPACITANCIA TÉRMICA. J. E. Sánchez*, H.Vivas. C, C. Serna-Plata, J. F. Jurado, C. Vargas-Hernández Laboratorio de Propiedades Ópticas de los Materiales (POM) Universidad Nacional de Colombia sede Manizales *[email protected] Se reporta la transformación entre las fases Ferroeléctrica-Paraeléctrica de películas de KNO3 crecidas a partir de la técnica de enfriamiento rápido (quenching). A partir del análisis vibracional y dieléctrico se observó el cambio de fase que se presenta cerca a 120 C La dispersión Raman generada por la película de KNO3 fue obtenida a partir de la técnica de espectroscopía Raman, los espectros in-situ en función de la temperatura, permitieron determinar la variación espectral asociada con: corrimientos en las posiciones, disminución y ensanchamiento de las bandas principales alrededor de 715 cm-1, 1050 cm-1 y 1350 cm-1 (Figura1), correspondientes a las vibraciones de los modos ν4(E’’), ν1(A1) y ν3(E’) respectivamente. Este tipo de cambios están relacionados directamente con la transición de fase (Ferro-Para) que se da en el material. Medidas de capacitancia térmica permitieron corroborar está afirmación, donde el espectro capacitivo mostró un cambio tipo escalón cerca de la temperatura de transición reportada por otros autores, la cual en nuestro trabajo está alrededor de 122 C, (Figura2).

Figura1

Figura2

Archivo: MC-222

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CARACTERIZACIÓN ELECTROQUÍMICA, MECÁNICA Y MICROESTRUCTURAL DE PELÍCULAS DELGADAS DE NITRURO DE ALUMINIO TITANIO DEPOSITADAS SOBRE ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS. Yecid J. Salas S. 1, Luis C. Jiménez B.2 1

Grupo REM Research on Materials and Energy, Facultad de Ingeniería Mecánica Electromecánica y Automatización Industrial. Universidad Antonio Nariño Bogotá Tunja. Colombia 2 Grupo de Películas Delgadas. Depto. Física Pontificia Universidad Javeriana. Bogotá. Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]; cjimenez @javeriana.edu.co RESUMEN DEL TRABAJO .

Se depositaron películas de AlxTiNy sobre probetas de acero 308, 316 y 316L usando la técnica de co-sputtering reactivo D.C., con un blanco de Ti y Al, en mezcla de argón nitrógeno entre 10-2 y 10-3 mbar, una temperatura del substrato de 80-100 ºC, una potencia d.c de 50 a 120W y una tensión de 1.1 KV. Se caracteriza las propiedades electroquímicas, mecánicas y microestructurales de los sustratos recubiertos, para su posible utilización en ambientes corrosivos de alta temperatura. Se caracteriza la morfología y estructura cristalina, mediante microscopía óptica y AFM, fluorescencia de RX y reflectometría VIS. El comportamiento frente a esfuerzos uniaxiales de hilos de aceros 308, 316 y 316L se estudio mediante una máquina de ensayo universal. La velocidad de corrosión fue medida mediante curvas potenciodinámicas análisis Tafel y su sensitización utilizando la técnica de Reactivación Electroquímica Potenciodinámica (EPR). Se encontró en las probetas con recubrimiento una sensible mejora para soportar esfuerzos mecánicos uniaxiales con una microdureza mejorada y resistencia al desgaste, una disminución en velocidad de corrosión en dos órdenes de magnitud y una sensitización que indica su gran potencial como agente en artefactos que trabajen en ambientes donde ocurre corrosión de alta temperatura. Palabras claves: Nitruro de Aluminio Titanio, Co-sputtering reactivo, Corrosión de alta temperatura, Fluorescencia RX, AFM, Fluorescencia RX, AFM, EPR

Archivo: MC-223


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AUSTENÍTICOS POR TREFILADO EN FRIO SOBRE SU MICROESTRUCTURA, PROPIEDADES MECÁNICAS Y DE RESISTENCIA A LA CORROSIÓN. Yecid J. Salas S. 1, Luis C. Jiménez B.2 1

Grupo REM Research on Materials and Energy, Facultad de Ingeniería Mecánica Electromecánica y Automatización Industrial. Universidad Antonio Nariño Bogotá Tunja. Colombia 2 Grupo de Películas Delgadas. Depto. Física Pontificia Universidad Javeriana. Bogotá. Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN DEL TRABAJO .

Se sometieron a pruebas de tracción hilos de varios aceros inoxidables austeníticos, preparados en espesor a partir de un alambre de 1,1 mm de diámetro, fabricado por trefilado en frío con el fin de estudiar sus propiedades microestructurales, mecánicas y de resistencia a la corrosión, modificadas por el efecto de la microestructura generada por el trefilado. Se prepararon los alambres mediante técnicas metalográficas, reduciendo su diámetro inicial de 1,1 mm. hasta 0,5 mm. La estructura cristalina, asi como su microestructura fue estudiada mediante microscopía óptica y AFM y fluorescencia de RX. El comportamiento frente a esfuerzos uniaxiales de los hilos de aceros 308, 316 y 316L se estudio mediante una máquina de ensayo universal. Se encontró una disminución de su módulo de elasticidad dependiendo del diámetro de alambre trabajado desde un valor típico para estos aceros de 200 GPa. en las probetas de 1,1 mm. hasta valores de 145 GPa en los hilos de 0,5 mm. de diámetro. La microestructura de una probeta sin procesar tenía variaciones en su sección trasversal respecto a la forma de los granos, que eran más estirados, en dirección axial, en radios cercanos al externo y mucho mas redondos en puntos cercanos al centro. La velocidad de corrosión presentaba variaciones de varios órdenes de magnitud, aunque este efecto se debía en mayor porcentaje a la capa de pasivación que se formo en el exterior y es menos apreciables en hilos ya lijados, llegando a ser solo de un orden de magnitud.

Archivo: MC-224

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EFECTO DE PELÍCULAS DELGADAS DE NITRURO DE TITANIO SOBRE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE SUSTRATOS DE ALAMBRES DE ACERO INOXIDABLE AUSTENÍTICO DONDE SON DEPOSITADAS. Yecid J. Salas S. 1, Luis C. Jiménez B.2, Luis A. Cañon T.2 Grupo REM Research on Materials and Energy, Facultad de Ingeniería Mecánica Electromecánica y Automatización Industrial. Universidad Antonio Nariño Bogotá Tunja. Colombia 2

Grupo de Películas Delgadas. Depto. Física Pontificia Universidad Javeriana. Bogotá. Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]; cjimenez @javeriana.edu.co RESUMEN DEL TRABAJO .

Se depositaron películas de TiNx sobre alambres de acero 308, 316 y 316L, usando sputtering reactivo D.C., con blanco de Ti, mezcla de argón y nitrógeno a presiones entre 10-2 y 10-3 mbar, temperatura de substrato entre 85-90 ºC, potencia entre 50 a 120W y tensión de 1100 VDC. Se midieron los cambios de las propiedades elásticas de los alambres producidos por el efecto del recubrimiento del TiNx, cuando se les somete a esfuerzos uniaxiales. Se caracteriza la morfología y micro estructura cristalina del recubrimiento con microscopía óptica y AFM, Fluorescencia de RX y reflectometría VIS. El comportamiento de los hilos frente a esfuerzos uniaxiales se caracterizó mediante una máquina de ensayo universal. Respecto a alambres sin recubrir, se encontró en promedio un incremento del 30% en el módulo de elasticidad para aceros con recubrimiento, indicando el mejoramiento en sus propiedades mecánicas frente a esfuerzos uniaxiales. Se estudia la correlación entre el espesor de película con los cambios en las propiedades mecánicas de los hilos. Se analiza las características y propiedades de las películas respecto a los parámetros de crecimiento. Palabras claves: Nitruro de Titanio, Sputtering reactivo, Ensayos Mecánicos, Fluorescencia RX, AFM, Fluorescencia RX, AFM

Archivo: MC-225


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ESTUDIO DE DIAMAGNETISMO PARA EL EXCITON EN MOLECULAS ARTIFICIALES N. Fino, H Ramírez and A. Camacho B. Departamento de Física; Grupo de Materia Condensada Universidad de los Andes, Bogotá-Colombia [email protected] Las propiedades magnéticas de nanoestructuras como puntos y anillos cuánticos son tema de investigación reciente. En particular, cuando dos puntos comienzan a acoplarse hasta llegar a formar una molécula se ha demostrado que este proceso se puede controlar usando campos eléctricos y magnéticos (acoplamiento dinámico). Las investigaciones del efecto de un campo magnético externo se enfocan, ya sea en el comportamiento de los spines o examinando el efecto diamagnético. Cuando se aplica un campo magnético en la dirección de crecimiento de la molécula se establecen oscilaciones en la magnetización y se observa un pico positivo en la susceptibilidad magnética diferencial (DMS) [1]. En el estudio de formación por acoplamiento estático de moléculas artificiales, es decir, variando los parámetros geométricos se ha encontrado también un pico de la susceptibilidad. En este trabajo estudiamos la susceptibilidad de un electrón, el excitón y trión en una molécula artificial como función de los parámetros geométricos de los dos puntos que constituyen la molécula (en general asimétricos y variando la distancia entre ellos) y usamos estos resultados para medir la extensión espacial de las funciones de onda. [1] Theory of diamagnetism in an asymmetrical vertical quantum dot molecue. O. Voskoboynikov P.R B 78 113310 (2008).

Archivo: MC-226

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CONTROL DEL ACOPLE ENTRE CAVIDADES DE CRISTAL FOTÓNICO 2D Fabiola Gómez Gómez1*, Jairo David García Jaramillo1, Herbert Vinck Posada2, Boris Anghelo Rodríguez R.1 1

2

Instituto de Física, Grupo de Física Atómica y Molecular, Universidad de Antioquia Departamento de Física, Grupo de Información y Óptica Cuántica, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá *[email protected]

Desde el trabajo seminal de Yablonovitch y Sajeew en 1987, durante las últimas dos décadas los cristales fotónicos (CF) han sido estudiados con un gran interés debido a sus prometedoras aplicaciones en diferentes campos que van desde la física fundamental hasta sorprendentes aplicaciones tecnológicas. Caracterizados por poseer una función dieléctrica periódica, su gran potencialidad es la modificación de la densidad de estados electromagnéticos, lo que convierte a los CF en sistemas de gran flexibilidad en las tareas de moldear el flujo de la radiación electromagnética y de hacer ingeniería de las propiedades ópticas. En este trabajo se realiza un estudio de caracterización y control de las propiedades ópticas en cavidades CF acopladas. El acople entre cavidades CF puede ser controlado a través de una modulación del índice de refracción en la región intercavidades, modulación que se origina físicamente por los efectos térmicos de un láser de alta potencia enfocado sobre esta zona. Resultados previos muestran que para cavidades CF 1dimensionales es posible aumentar el acople del primer modo excitado en detrimento del acople del modo base. En este trabajo se muestran los resultados del acople de cavidades L1 y L3 en un CF triangular 2-dimensional con modulación lineal, sinusoidal y gaussiana del índice de refracción en geometrías cartesianas y polares.

Archivo: MC-227


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PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y ELECTRÓNICAS DE LA CUMMARINA 1,2-BENZOPIRONA EN FASE GASEOSA PARA EL ESTADO FUNDAMENTAL Y PRIMER ESTADO EXCITADO Y LA INFLUENCIA DE SUSTITUYENTES ELECTRO-ACEPTOR Y DONOR Fernando Chinchilla Buelvas1 y Oscar L. Neira2. Estudiante Maestría en Ciencias Físicas, UPC SUE-Caribe 2 Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad Popular del Cesar, Colombia 1


Se presenta el estudio comparativo de las estructuras electrónicas y reactividad del compuesto Cumarina 1,2-Benzopirona y algunos compuestos derivados, a partir de sustituciones electro-aceptor y electro-donor en sitios estratégico de la molécula inicial. Se caracterizaron sus estados de carga neutral, en fase gaseosa para el estado fundamental y primere estado excitado. Los resultados obtenidos permiten ver el efecto del sustituyente electro-donor o aceptor en las longitudes de enlaces, en los orbitales moleculares de frontera, en el potencial de ionización (PI), la afinidad electrónica (AE) y la reorganización de la energía existiendo una buena concordancia con los datos experimentales. El modelo utilizado fue modelo B3LYP/6-31 + G (d) en el marco de la Teoría de los Funcionales de la Densidad

Archivo: MC-228

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LAS PROPIEDADES DE ABSORCIÓN Y EMISIÓN DE LA CUMMARINA 1,2BENZOPIRONA EN FASE GASEOSA Y EN DOS SOLVENTES E INFLUENCIA DE SUSTITUYENTES ELECTRO-ACEPTOR Y DONOR Fernando Chinchilla Buelvas1 y Oscar L. Neira2. 1 Estudiante Maestría en Ciencias Físicas, UPC SUE-Caribe 2 Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad Popular del Cesar, Colombia [email protected]

RESUMEN Se presenta el estudio comparativo de las propiedades ópticas de absorción y emisión del compuesto Cumarina 1,2-Benzopirona y algunos compuestos derivados, a partir de sustituciones electro-aceptor y electro-donor en sitios estratégico de la molécula inicial. Se caracterizaron sus estados de carga neutral, en fase gaseosa para el estado fundamental y primere estado excitado. Los resultados obtenidos permiten ver el efecto del sustituyente electro-donor o aceptor en las longitudes de enlaces, en los orbitales moleculares de frontera, en el potencial de ionización (PI), la afinidad electrónica (AE) y la reorganización de la energía existiendo una buena concordancia con los datos experimentales. El modelo utilizado fue modelo B3LYP/6-31 + G (d) en el marco de la Teoría de los Funcionales de la Densidad

Archivo: MC-229


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EXCITON-ASSISTED PHOTOLUMINESCENCE SPECTRA OF GA-AS NARROW NANOTUBE: A MODEL CALCULATION J. Gonzalez, R. Escorcia and A. Barrios 1

Universidad del Magdalena, Grupo de Investigación en teoría de la Materia Condensada, Santa Marta, Colombia

Extensive experimental and theoretical investigations of the behavior of energy levels of excitons in bulk semiconductors and their heterostructures have been carried out during the past 40 years. These studies have been primarily responsible for our current understanding of the nature of excitonic states. The study of the transitions between the energy levels of excitons leads to the determination of the binding energies, oscillator strengths, and other properties of these levels. Such studies, however, have not yet been performed in cylindrical nanotube with two GaAs/AlGaAs quantum wells. As in the case of bulk semiconductors and quantum wells, the study of the behavior of exciton states cylindrical nanotube lead to a better understanding of their properties. Recently, Prinz et al. demonstrated that multilayer structures including strained layers are useful to form nanotubes and nanocoils [1]. By using lattice-mismatched epitaxial layers that rolled up when freed from the substrate due to the builtin strain and a micro-tube including two GaAs/GaAlAs quantum wells (QWs) located at positions with different types of strain was fabricated and its optical properties before and after the fabrication process were investigated by photoluminescence (PL) spectroscopy. Fig. 1: Cross-section of a multilayer structure grown by MBE on a GaAs (100) substrate. The structure In this work we propose a simple model consists of a layer (AlGaAs/AlAs digital alloy), a for analyzing the energy spectrum of an strained layer (InGaAs), and a component layer (two exciton confined in micro-tubes GaAs/AlGaAs QWs with different thickness. containing two very narrow GaAs/AlGaAs quantum wells in a section of the tube layer with very large curvature, fabricated recently [2]. We show that for such structure can be adopted the adiabatic approximation, in which the actual energy spectrum is formed by a superposition of levels, pertaining to quasi-planar excitons with four possible different arrangements of the electron-hole pair inside the interior and exterior wells. In framework of the adiabatic approximation we deduce differential equations for each one electron-hole arrangements which we solve numerically by using the trigonometric sweep method [3]. A theoretical study of the photoluminescence spectrum associated with excitons in the analyzed microstructure is performed. Theoretical photoluminescence spectrum show two peaks associated with the emission of light with different wavelengths corresponding to the recombination of the electron-hole pairs with different arrangements and different initial excited states. We show that our results are in a good agreement with the experimental curve from Ref. [2]. Archivo: MC-230 356


MODELAMIENTO DE LA DISTRIBUCIÓN DE TRAMPAS Y CENTROS DE RECOMBINACIÓN TERMOLUMINISCENTES EN MATRICES DE ALUMINOSILICATO DE LITIO, PURA Y DOPADA CON CeO2, PARA APLICACIONES EN DOSIMETRÍA

Adriana Soto Zuluaga1*, Miriam Gil Garzón1, Teresa Jiménez Lobo1, Jorge Usma Gutiérrez1, Rafael Cogollo Pitalúa2, Omar Gutiérrez Flórez1

2

1

Facultad de Ciencias: Grupo Alquimia, Instituto Tecnológico Metropolitano *E-mail: [email protected]

Grupo de Materiales y Física Aplicada, Departamento de Física, Universidad de Córdoba

Resumen Los estudios realizados en años recientes, han demostrado la posibilidad de usar los sistemas LAS (Li2O-Al2O3-SiO2) como sensores termoluminiscentes (TL) en el campo de la dosimetría. Estos sistemas son sensibles a las radiaciones y poseen una gran resistencia al ataque químico y al stress térmico, propiedades que pueden mejorarse con la agregación de agentes densificantes como el óxido de cerio (CeO2). De otro lado, poder plantear un modelo coherente con el patrón de curvas termoluminiscentes observado en estos sistemas, que permita dar cuenta del proceso TL, es crucial en la predicción de sus características y el desarrollo de un mayor control sobre el proceso; pues esto es conveniente en la elaboración de nuevos dispositivos a emplear en el campo de la dosimetría. Con base en los anteriores hechos, en este trabajo se estudia la respuesta TL en las composiciones molares: Li2O-Al2O3-SiO2 (LAS), Li2O-Al2O3-SiO2-1CeO2 (LAS:1Ce) y Li2O-Al2O3-SiO2-10CeO2 (LAS:10Ce); realizándose, sobre las curvas TL obtenidas, un análisis de deconvolución para determinar el tipo de trampas involucradas en la generación del fenómeno TL. Los resultados de este análisis permiten proponer como un modelo explicativo de la actividad TL, un esquema de tres trampas (dos para LAS:1Ce) y un centro de recombinación. El modelo propuesto, ofrece una descripción acorde con los resultados obtenidos experimentalmente y permite predecir, con un buen nivel de precisión, la curva de brillo que exhibirá el sistema a partir de una dosis de absorción dada. Archivo: MC-231


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MODELAMIENTO DE LA DISTRIBUCIÓN DE TRAMPAS Y CENTROS DE RECOMBINACIÓN TERMOLUMINISCENTES EN MATRICES DE BORATO DE LITIO, PARA APLICACIONES EN DOSIMETRÍA

Jorge Usma Gutiérrez1*, Miriam Gil Garzón1, Adriana Soto Zuluaga1, Teresa Jiménez Lobo1, Omar Gutiérrez Flórez1

1

Facultad de Ciencias: Grupo Alquimia, Instituto Tecnológico Metropolitano *E-mail: [email protected] Resumen

Los boratos de litio son sistemas que en los últimos años han ganado gran interés por su prometedora gama de aplicaciones tecnológicas. Su característica de cristales ópticos nolineales los ha situado en el campo de las telecomunicaciones y la optoeléctronica, y contar con un número atómico efectivo (7.3) similar al del tejido humano (7.42) les confiere un gran potencial de aplicación en dosimetría termoluminiscente (TL), pues existen muy pocos materiales dosimétricos con la propiedad química de “tejido equivalente” idónea. En la dosimetría TL, las características de los dosímetros usados en los procesos TL están directamente relacionadas con los parámetros de la cinética TL, pues estos parámetros describen los centros de recombinación y atrapamiento de la matriz o red cristalina, arrojando por tanto, una valiosa información con respecto al mecanismo TL responsable de las aplicaciones dosimétricas. En este trabajo se estudia la respuesta TL de variantes composicionales de los boratos de litio (Li2B4O7: Al Cu Ag P), partiendo de los parámetros cinéticos obtenidos mediante varios métodos (los tres puntos, rapidez de calentamiento variable, forma de pico y deconvolución); con el objetivo de determinar el tipo de centros energéticos involucrados en la generación del fenómeno TL. Los resultados de este análisis permiten proponer, como un modelo explicativo de la actividad TL, un esquema de múltiples trampas (2-4 según la composición) y un centro de recombinación. El esquema propuesto ofrece una descripción coherente con los resultados experimentales reportados en la literatura.

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Archivo: MC-232


Estudio de capas “buffer” para el crecimiento de películas superconductoras de YBCO sobre un sustrato metálico

P. Garcés1, H. Castro2, E. Alfonso3 1

Departamento de Química: Grupo CRYOMAG, Universidad Nacional Departamento de Física: Grupo de CRYOMAG, Universidad de Nacional 3 Departamento de Física: Grupo GEMAT-Centro Internacional de Física, Universidad Nacional 2

*Email del Autor correspondiente: paug76 @gmail.com

RESUMEN El CeO2, YSZ y el MgO son materiales usados como capas “buffer” para la producción de cintas superconductoras de segunda generación, y se ha encontrado que estos materiales permiten el crecimiento adecuado de películas superconductoras de YBCO con alta capacidad de transportar corriente (≥ 1 MA/cm2). En este trabajo se estudiaron las propiedades de películas “buffer” de MgO, YSZ y CeO2 sobre un sustrato metálico de Ni%5W, depositadas por la técnica de sputtering. Se encontraron los parámetros óptimos de preparación como el espesor, la temperatura del sustrato, potencia del plasma, presión del gas, entre otros. Las características de las capas se determinaron por difracción de rayos-X (DRX), microscopía electrónica de barrido (SEM) y pruebas mecánicas de adherencia y dureza. Después de caracterizar las capas buffer, se depositaron por Dip-Coating películas de YBa2Cu3O7-δ (YBCO), la calidad de las cuales se caracterizó mediante estudios de su morfología, composición estequiométrica y las propiedades superconductoras como temperatura crítica (Tc) y corriente crítica (Ic) y de esta manera logramos determinar la capa “buffer” más apropiada.

Archivo: MC-233


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Propiedades electrónicas de monocapas hexagonales A.M. Rojas Cuervo1, J.D. Rojas Bonilla1, R.R. Rey González1* 1

Departamento de Física: Grupo de Física Óptica e Información Cuántica, Universidad Nacional de Colombia * [email protected] Resumen .

Gran parte de la investigación actual se encuentra enfocada hacia las nanoestructuras en donde confluyen la física, la química, la biología entre otras. De estas la más estudiada ha sido el grafeno que es un sistema bidimensional hexagonal de átomos de carbono que presenta propiedades excepcionales de gran interés para la ciencia y la industria. Más recientemente se ha despertado el interés tanto teórico como experimental hacia otros sistemas que cristalicen de la misma manera que el grafeno y puedan presentar propiedades físicas equivalentes. Algunos sistemas estudiados a la fecha han sido el Si, Ge, GaAs y GaN. En el presente trabajo se estudian teóricamente la estabilidad química, el parámetro de red, la relación de dispersión, la densidad de estados y la densidad de carga de varios sistemas bidimensionales hexagonales. Para tal efecto usamos un método ab initio como DFT (Density Functional Theory) en su implentación SIESTA (Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms), considerando la aproximación de gradiente generalizado (GGA), con el funcional Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), además de la generación de los pseudopotenciales no localizados desarrollados por Kleinman-Bylander.

Archivo: MC-234

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Propiedades electrónicas de nanotubos de carbono y nitruro de boro A.M. Rojas Cuervo1, R.R. Rey González1* 1

Departamento de Física: Grupo de Física Óptica e Información Cuántica, Universidad Nacional de Colombia * [email protected]

Resumen En general las nanoestructuras se han convertido en un campo de investigación de vanguardia que atrae a muchos por las propiedades que presentan a nivel experimental y teórico, vislumbrando así un papel importante en el futuro del avance de la ciencia y la tecnología. Dentro de estas se encuentran los nanotubos de carbono que fueron descubiertos por Iijima en 1991 y sus propiedades electrónicas están bien documentadas a la fecha. De otra parte, se han hecho intentos experimentales por encontrar nanotubos de otros materiales como el silicio y el nitruro de boro. Las propiedades electrónicas de los nanotubos de NB y Si no han despertado tanto interés como sus homólogos de carbono. No obstante, en todos los casos los estudios teóricos han hecho uso de un modelo de tipo tight binding de uno o dos orbitales limitando así la descripción de sus propiedades electrónicas. Es de nuestro interés estudiar las propiedades electrónicas de los nanotubos de carbono y nitruro de boro de capa simple de manera teórica con métodos ab initio específicamente DFT (Density Functional Theory), utilizando el código SIESTA (Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms), en donde se ha considerado la aproximación de gradiente generalizado (GGA), con el funcional Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) y la generación de los pseudopotenciales no localizados desarrollados por KleinmanBylander. Se reporta la relación de dispersión, la densidad de estados (D.O.S.) y la brecha de energía para nanotubos zig-zag (n,0) y brazo de silla (n,n).

Archivo: MC-235


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PHASE BEHAVIOR OF KH2PO4 NANOCOMPOSITES E. Torijano1, M.A. Giron2 and R.A. Vargas1 1

Universidad del Valle, Departamento de Física, Cali, Colombia 2 Universidad de Cartagena, Cartagena de Indias, Colombia

*Email del Autor correspondiente: esperanza.torijanocorreounivalle.edu.co RESUMEN .

The thermal properties of the (1-x)KH2PO4-xAl2O3 composite system were studied when the alumina concentration and grain size is increased from 50 nm to 10 µm. A new phase transition is induced in powdered KH2PO4 (KDP) at 181 °C for x = 0.1, which has been reported only for monocrystalline KDP. It was also found, that the dehydration and decomposition processes around 200°C reported in the literature are confirmed and no variation in the temperature is observed with the alumina content. Moreover, for a constant alumina concentration x = 0.1, the DSC peak at 181°C decreases when the grain size increases. The results are explained by an approximation effect of the nano-sized Al2O3 particles on the microestructural ordering of KDP due to softening of its hydrogen bonds. This effect might be enhanced by reducing of size of the particles filler, since the contact surface of interface between the particles and the surrounding KDP is increased.

Archivo: MC-236

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SUSCEPTIBILIDAD MAGNETICA AC EN LA CARACTERIZACIÓN DEL SUPERCONDUCTOR YBCO Blandón, Adriana1*, Castro, Hector1 1

Departamento de Física: Grupo de Bajas Temperaturas y Campos Magnéticos Intensos (CRYOMAG), Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

La susceptibilidad magnética AC es una herramienta experimental muy utilizada en la caracterización de los superconductores de alta temperatura crítica (HTSC), brindando información sobre la respuesta magnética del material a campos magnéticos alternos. Además, permite conocer diferentes parámetros tales como: fracción de volumen en fase superconductora, densidades de corriente intra e intergranular, pérdidas de energía AC, acoplamiento entre granos, potencial de anclaje, temperatura crítica y propiedades superconductoras relacionadas a cambios realizados en la fabricación. En este trabajo se estudia la susceptibilidad magnética AC en el superconductor YBCO, variando la temperatura del ciclo térmico del sinterizado de los 700 a 1000 °C, la presión de compactación de 1 a 10 Ton y el porcentaje de plata del 0 al 20%, con el objetivo de encontrar el proceso óptimo de fabricación que provea a la muestra de homogeneidad y de valores más altos de densidades de corriente crítica y temperatura critica.

Archivo: MC-237


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ESTADOS CUASI-ESTACIONARIOS Y DENSIDAD DE ESTADOS ENERGÉTICOS EN UN POZO CUÁNTICO GaAs - Ga1-xAlxAs BAJO LA ACCIÓN DE UN CAMPO ELÉCTRICO A.M. Schönhöbel-Sánchez*, N. Porras-Montenegro Departamento de Física: Grupo de Física teórica del estado sólido, Universidad del Valle *ana.schonhobel @gmail.com

Se estudió teóricamente un pozo cuántico simple de GaAs-Ga1-xAlxAs al cual se le aplicaron campos eléctricos (F) de 0 a 400 kV/cm. Considerando la aproximación de masa efectiva y aplicando las funciones de Airy fue solucionado el problema. El cálculo analítico de Enderlein permitió obtener las densidades de estados (DOS) como función de la energía para diferentes valores de x y longitudes de pozo (Lw). Considerando los resultados experimentales encontrados por Herbert Li fue hecho el análisis tanto para electrones como huecos (pesados y ligeros). El estudio mostró que energéticamente existen 3 regiones perfectamente diferenciables, una región de confinamiento, una resonante y otra de pulsaciones. En algunos casos, al aumentar el campo estados cuasi-estacionarios de la región de confinamiento se tornan en estados resonantes y puede ocurrir lo contrario cuando se aumenta la longitud o la concentración. Las pulsaciones en las DOS son oscilaciones tipo Franz-Keldysh y sus frecuencias son dependientes de los parámetros del problema (x, Lw, F). Así mismo, el número de estados cuasi-estacionarios en la región de confinamiento aumenta con la concentración y la longitud, y disminuye con el campo eléctrico aplicado.

Archivo: MC-238

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ELABORACIÓN DE SILICIO POROSO POR ATAQUE ELECTROQUÍMICO Y CARACTERIZACIÓN TÉRMICA MEDIANTE LA TÉCNICA FOTOACÚSTICA

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P. A Leal1*, D. G. Rodriguez1, J. A. Cardona-Bedoya1, M. I. Delgado1, A. Calderón2, A.E Florido Cuellar1 1 Departamento de Física: Grupo de Investigación en Materiales Semiconductores y Superiónicos GIMSS, Universidad del Tolima

Centro de Investigaciones en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada CICATA-IPN - México

* paanlea @hotmail.com

Los fenómenos fototérmicos se generan, cuando un material es iluminado por un haz de luz. En consecuencia el material presenta variaciones periódicas de temperatura, a las cuales se les denomina como ondas térmicas. Las técnicas fototérmicos, nos permite analizar diversos fenómenos de transporte de calor. Se pueden caracterizar las vibraciones en sólidos, líquidos, gases y gel. Además son útiles en el estudio de reacciones fotoquímicas y transiciones de fase. En nuestro caso trabajamos con Silicio que es un material semiconductor, utilizado especial en la industria electrónica y microelectrónica. Por ello elaboramos unas muestras de Silicio poroso tipo N y tipo P por ataque electroquímico en el laboratorio GIMSS, las cuales caracterizaremos térmicamente mediante la técnica fotoacústica ya que es un método conveniente y preciso para medir los parámetros térmicos por ser simple, directa y de alta sensibilidad, nosotros desarrollamos un modelo de difusividad térmica, midiendo la capacidad del material para conducir calor en relación con su capacidad para almacenarlo, el cual parte de la solución que presenta el modelo Allan Rosencwaig y Allen Gersho. Presentando finalmente una caracterización térmica completa del Silicio Poroso.

Archivo: MC-239


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TRANSICIÓN CONMENSURABLE-INCONMENSURABLE ENTRE UNA RED DE ÁTOMOS Y UN SUBSTRATO ADSORBENTE

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J. M. Calero1, E. Z. da Zilva2, B. F. Diaz 1* 1 Departamento de Física: Grupo de Física Teórica del Estado Sólido, Universidad del Valle, A. A. 25360, Cali (Colombia) 2 Instituto de Fisica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas S. P. (Brasil) *Email del Autor correspondiente: [email protected]

En los últimos años, se han desarrollado estudios en el campo de la nano-tribología, campo que estudia el comportamiento de la fricción entre superficies a escala atómica. En el presente trabajo se desarrolla un estudio teórico de la interacción superficial por deslizamiento entre redes cristalinas en contacto, para los casos unidimensional (1D) y bidimensional (2D). Se utilizó un modelo de campo de fase cristalino (PFC) para obtener diagramas de fase para la transición conmensurable-inconmensurable (C-I), en sistemas consistentes de una red 1D o 2D de átomos, débilmente adsorbida por un substrato. En ambos casos, se analiza el comportamiento de la línea de transición C-I con respecto a la variación de dos parámetros característicos del modelo, que están relacionados con el grado de cercanía de la red cristalina a un estado homogéneo y diferencia de temperatura con respecto a la temperatura de fusión del sistema atómico. En el caso 1D, se estudia adicionalmente el efecto que tienen pequeñas distorsiones de la red, sobre los respectivos diagramas de fase C-I. Para el caso 2D, también se comparan los diagramas de fases C-I para dos orientaciones diferentes del substrato, con respecto a la red adsorbida, las cuales difieren en un ángulo de 45°. Palabras claves: Nanofricción, Modelo PFC, Transición Conmensurable-Inconmensurable.

Archivo: MC-240

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EFECTOS DE LA CONCENTRACIÓN ALUMINIO Y DE CAMPO ELÉCTRICO APLICADO SOBRE LA ENERGÍA DE ENLACE DE EXCITONES EN POZOS CUÁNTICOS DOBLES ASIMÉTRICOS

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Guillermo L. Miranda1,2*, R. L. Restrepo1,2, W. Ospina1, E. Giraldo1, C. A. Duque2 Física Teórica y Aplicada, Escuela de Ingeniería de Antioquia, A.A. 7516, Medellín, Colombia 2 Instituto de Física Universidad de Antioquia, A.A. 1226, Medellín, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

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En este trabajo se presenta los efectos del campo eléctrico aplicado y de la concentración de aluminio sobre los estados electrónicos y sobre la energía de enlace de excitones en un sistema de pozo cuántico doble asimétrico de GaAs-(Ga,Al)As. Los cálculos se hacen bajo las aproximaciones de masa efectiva y empleando un esquema variacional para obtener las autofunciones y autoenergías del sistema correlacionado electrón-hueco. Los resultados obtenidos muestran que en este tipo de sistema el campo eléctrico aplicado y la concentración de aluminio son herramientas útiles para inducir transiciones excitónicas tanto directas como espacialmente indirectas.

Archivo: MC-241


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The influence of layer thickness-‐ratio in F-‐LCMO/AF-‐LCMO bilayers on magnetic properties S.M. Diez, C.W. Sánchez, L. Marín, W. Lopera, M.E. Gomez Departamento de Física, Universidad del Valle. A.A.25360, Cali,Colombia. Antiferromagnetic La1/3Ca2/3MnO3 (AF-‐LCMO) and ferromagnetic La2/3Ca1/3MnO3 (AF-‐LCMO) bilayers were grown in-‐situ on (100)-‐SrTiO3 substrates using a dc sputtering technique at high-‐oxygen pressures. We have reported that saturation magnetization in [La1/3Ca2/3MnO3(tAF)/ La2/3Ca1/3MnO3 (tF)]n superlattices depend of the AF-‐layer-‐thickness, even being bigger than that for the bulk, indicating strong correlation between magnetic interaction competition at the F/AF interfaces and AF-‐layer thickness [1]. FC and ZFC thermal demagnetization study on (AF-‐LCMO)/(F-‐LCMO) bilayers showed an influence of the interfacial interaction effects on saturation magnetization that depends on tAF/tF ratio [2]. In this work, we study the magnetic behavior of the bilayers and its dependence with the thickness of the ferromagnetic layer for 3, 9 and 15 nm, keeping constant the antiferromagnetic layer thickness at 25nm. The structural characterization was performed by XRD. ZFC and FC isothermal hysteresis loops from 150 to 5K and ZFC and FC magnetization dependence with temperature were performed in the VSM mode in a Physical Properties Measurements System, PPMS. Keywords: Sputtering, superlattices, bilayers. e-‐mail: [email protected] Acknowledgements: This work is partially supported by “El Patrimonio Autónomo Fondo Nacional de Financiamiento para la Ciencia, la Tecnología y la Innovación Francisco José de Caldas” Contract RC -‐ No. 275-‐2011. _________________________________________________________________________ [1] G. Campillo, M. E. Gomez, A. Berger, A. Hoffmann, R. Escudero and P. Prieto, Influence of ferromagnetic thickness on structural and magnetic properties of exchange-‐biased manganite superlattices, J. App. Phys. 99(8) (2006). [2] L. Marín, Efectos de interfaz en bicapas ferro La2/3Ca1/3MnO3/antiferro La1/3Ca2/3MnO3, Universidad del Valle (2011).

Archivo: MC-242

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RECUBRIMIENTO VÍTREO SILÍCEO CON ADICIÓN DE WOLLASTONITA Y NANOTUBOS DE CARBONO DEPOSITADO SOBRE ACERO 316L Alvarez Saudith1, García Claudia2, Paucar Carlos3 1

Escuela de Física: Grupo de Cerámicos y Vítreos, Universidad Nacional de Colombia 1 [email protected], [email protected], [email protected]

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Existen algunos metales y aleaciones metálicas que han sido usadas como biomaterial (para reemplazamiento de piezas dentales y prótesis) que no presentan citotoxicidad pero su uso es limitado; el acero inoxidable 316L es una alternativa por su bajo costo pero se conoce de ésta aleación metálica que sometida a flexiones y torsiones en presencia de fluidos corporales rompe la capa pasiva que lo protege y se corroe. Depositar un recubrimiento sobre su superficie es una posible solución para el problema, pero la mayoría de las técnicas de depositación involucran altas temperaturas que son perjudiciales para la aleación metálica. En nuestro trabajo se pretende obtener por la técnica sol gel un recubrimiento vítreo silíceo con adición de partículas bioactivas de Wollastonita y Nanotubos de Carbono(NTC) como fase de refuerzo, depositado por el método de Inmersión-Extracción sobre un sustrato de acero inoxidable 316L con el objetivo de estudiar el comportamiento corrosivo del acero recubierto en presencia de fluido corporal simulado(SBF); al igual que evaluar su bioactividad in vitro y la propiedad de adherencia del recubrimiento; combinar en un recubrimiento partículas bioactivas con NTC podría representar la obtención de un material bioactivo con buenas propiedades mecánicas

Archivo: MC-243


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OPTICAL, STRUCTURAL AND MORPHOLOGICAL CHARACTERIZATION OF POROUS SILICON

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S. F. Melo1, A. Dussan1, J. M. Diaz2 Dpto. Física – Universidad Nacional de Colombia – Bogotá. 2 Pontificia Universidad Javeriana - Bogotá *[email protected]

In this work we report a study of porous silicon samples (pSi) prepared by electrochemical anodization on wafer Si/B P-type (1 0 0) of low resistance (0.001 -0.005 Ω.cm); using different HF solutions. We studied the influence of anodization parameters on optical, structural and morphological properties through UV/Vis photo spectroscopy, X- ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscope (SEM) measurements. The X-ray spectra of pS samples showed a small shift toward lower values from of the silicon crystal peak position (2θ = 27.2). This is an evidence of porous phase in this material. It was observed that the porous size is strongly influenced by the current density and anodization time; SEM images showed porous size between 30 and 70 nm, it evidence a mesoporous silicon structure. Applications of porous silicon are related to the field of optical and gas sensor devices. Finally, a correlation between anodization parameters and the porous silicon properties are show.

Archivo: MC-244

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ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES OPTICAS Y ESTRUCTURALES DE PELICULAS NANOESTRUCTURADAS DE (GaAs)Mn FABRICADAS POR LA TECNICA DE R.F MAGNETRON SPUTTERING

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M. E. Bernal1, A. Dussan1 Dpto. Física – Universidad Nacional de Colombia – Bogotá. *[email protected] .

Películas delgadas de Mn, GaAs y GaAsMn fueron depositadas sobre sustratos de vidrio corning 7059 por la técnica de R.F magnetrón Sputtering. Para correlacionar los parámetros de crecimiento de las películas, la temperatura del sustrato se varió de 250oC a 520oC. La morfología superficial y la estructura cristalina de las películas fueron determinadas mediante medidas de microscopía de fuerza atómica (AFM) y difracción de rayos-X (XRD). Medidas de transmitancia espectral a temperatura ambiente, nos permitió determinar las constantes ópticas: ancho de banda prohibida (Eg), coeficiente de absorción (α), índice de refracción y el espesor de las películas. Se encontró que al incorporar Mn en la red del GaAs, la banda de energía prohibida de las muestras presentó un corrimiento con la temperatura de crecimiento, hacia valores mayores energías por encima del ancho de banda directo del GaAs .

Archivo: MC-245


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PRODUCCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE RECUBRIMIENTOS SEMICONDUCTORES Bi1.5La0.5FeNbO7 POR EL MÉTODO SOL-GEL Supelano G. I1*, C. Ortiz1, E. Vera2 1

Escuela de Física: Grupo de Superficies, Electroquímica y Corrosión - GSEC. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia 2 Escuela de Metalurgia: Grupo de Integridad y Evaluación de Materiale-GIEM. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia *[email protected] [email protected]

Se realizó la preparación de recubrimientos semiconductores Bi1.5La0.5FeNbO7 por el método sol-gel, sobre vidrio conductor de Indio y Estaño ITO por la técnica de centrifugado (spin-coating), posteriormente se sometieron a tratamiento térmico hasta los 600 ºC con una rata de calentamiento de 1 ºC/min durante 14 horas. Las películas se caracterizaron mediante Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS), se empleó una fuente de luz para determinar el comportamiento con luz y sin luz; así mismo se realizó Microscopia Electrónica de Barrido (MEB) para llevar a cabo medida del espesor de la película formada; para determinar el gap de energía se realizó una prueba de absorción óptica y, Difracción de Rayos X (DRX), usando la técnica de ángulo rasante, para evaluar las características estructurales

Archivo: MC-246

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ON THE MAGNETOELECTRIC BEHAVIOR OF Ca-DOPED POLYCRYSTALLINE YB aCO2O5.5 COBALTITE SYNTHESIZED BY WET CHEMISTRY METHOD V. Galeano, C. Paucar and O. Morán Laboratorio de Materiales Cerámicos y Vítreos, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, A.A. 568, Medellín, Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

1

The effect of calcium doping on the magnetoelectric behavior of polycrystalline YBaCo2O5.5 is carefully studied. Contrary to most reports on the compound, the cobaltite reported in the present work is synthesized by simple polymeric precursor method (Pechini). This wet chemistry method allows one to obtain high homogeneity and high purity through mixing at molecular level in solution and exact control of the stoichiometry. The substitution of Y by calcium induces a large expansion of the ferromagnetic state in the whole temperature range below TC. The ferromagnetic state of the Ca-doped samples originates from the Co3+–O–Co4+ superexchange interaction, where Co4+ emerges from the disproportionation mechanism of the cobalt Co3+ into Co2+ and Co4+. However, the Cadoping does not significantly affect the metal–insulator transition, which is associated with the structural change and not related to the spin state transition.

Archivo: MC-247


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ELECTRICAL RESPONSE OF (Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3OX THICK FILMS UNDER THE INFLUENCE OF LaSr0.7Mn0.3O3 NANOPARTICLES O. Paredes1, O. Morán2, and E. Baca3 1

Centro de Materiales, Facultad de Ingeniera, Universidad de Nariño, Ciudad Universitaria Torobajo, Pasto, Colombia 2 Laboratorio de Materiales Certreos, Departamento de Fsica, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medelln, A.A. 568, Medelln, Colombia 3 Grupo de Ingeniera de Nuevos Materiales, Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360 Cali, Colombia1 Laboratorio de Materiales Cerámicos y Vítreos, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, A.A. 568, Medellín, Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

Thick films of (Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox were deposited by means of a simple meltingquenching-annealing method onto (001)-oriented LaAlO3(LAO) substrates. Ferromagnetic LaSr0.7Mn0.3O3 nanoparticles were introduced in the superconducting matrix in different concentrations. The films are characterized according their structural, electrical and magnetic properties. Measurements of the dependence of the magnetization and resistivity on the temperature show the presence of superconducting and ferromagnetic phase below ~60 K and ~370 K, respectively. Current-voltage measurements on the films show that the superconducting critical current is enhanced by the presence of the ferromagnetic nanoparticles up to a critical concentration. Beyond this critical concentration, the superconducting critical current density starts to decrease. In order to corroborate the obtained results, the critical current density is evaluated from the superconducting, diamagnetic hysteresis, recorded at 5 K, by applying the Kim's model. In doing so, the formula JC=ΔM(B)/[a(1-a/3b)] is employed, where ΔM(B) represents the vertical width of the superconducting diamagnetic hysteresis and a and b the rectangular dimensions of the sample.

Archivo: MC-248

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CHEMICAL SYNTHESIS DIFFERENT PHASES COMPARATIVE STUDY

OF COBALT (YBaCO4O7+δ,

OXIDES IN TWO YBaCO2O5+δ); A

E. Vallejo1, V. Galeano2, J. Mera1, C. Cordoba1, C. Paucar2, J. Marín2, and O. Morán2. 1

Centro de Materiales, Facultad de Ingeniería, Universidad de Nariño, Ciudad Universitaria Torobajo, Pasto, Colombia. 2 Laboratorio de Materiales Cerámicos y Vítreos, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, A.A. 568, Medellín, Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

A comparative study of the YBaCo4O7+δ, YBaCo2O5+δ were prepared using a simple polymeric precursor method (Pechini) and their structural, magnetic and magnetoelectrical properties carefully investigated. Rietveld refinement of the X-ray powder diffraction results showed the single-phase character of the of the chemically synthesized manganite samples with the space group of R3C. Additionally, the Rietveld refinement yield a grain size of ~ 20 nm, which was further corroborated using the Shererr’s formula. The composition as determined by energy-dispersive spectroscopy (EDS) corresponded to the stoichiometry of La0.7Sr0.3MnO3. Careful measurements of the magnetization as function of the temperature show a sharp ferromagnetic to paramagnetic transition with a Curie temperature, TC, of ~ 360 K. In turn, the dependence of the magnetization on the external magnetic field displays no discernible coercive filed signalizing typical for systems with a grain sizes in the Nanometric range. The resistivity measured in magnetic fields as strong as 1 T diminishes notably, and negative magnetoresistance values as high as ~25% at 5 K are obtained.

Archivo: MC-249


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PH DIAGRAMS FOR THE YBaCo2O5.5 COBALTITE SYNTHESIZED BY HYDROXYL α-CARBOXYLIC ACIDS L. Gómez, O. Morán, C. Paucar Laboratorio de Materiales Cerámicos y Vítreos, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, A.A. 568, Medellín, Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

1

.

Perhaps the most important parameter when synthesizing the complex YBaCo2O5.5 cobaltite by wet chemistry routes is the pH of the medium. This rests on the fact that the concentration of complexed species is pH-dependent and this parameter affects the system stability. Diagrams based on this variable determine the most influential species on the route of synthesis and define the conditions for improved efficiency. α-hydroxyl carboxylic acids like citric acid, and ethylenediaminetetraacetic acid ( EDTA ) have widely been used as complexing agent in synthesis of complex oxides due to its high capacity for chelation. In addition to the mixture of the two acids, reagent solutions of Ba(NO3)2, Co(NO3)2XH2O and Y(NO3)3XH2O are used because the affinity of the acids depends on the oxidation states of cations present in the cobaltite like Ba(II), Co(II) and yttrium (III). Since carboxylic acids may form unwanted species, the solubility and concentration of the ions in solutions is optimized by using diagrams of concentration ratio of metal cations for systemdependent pH Ba/NO3/EDTA Ba/NO3/Cit. The diagrams show the formation of complexed species between acids and metal cations with all species of acidic or basic polyprotic acids. It is also noted that the Ba2+ cation is not akin to EDTA compared to complex formation with citrate. An increase in the concentration of hydroxyl ions is observed in the pH range 2-12. Hence, it is suggested that the optimum pH should be between 6 and 7 in order to ensure the highest degree of complexation, without a high degree of interference. This, in turn, should prevent the formation of insoluble metal hydroxide in the system.

Archivo: MC-250

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SINTESIS Y CARACTERIZACION DE OXIDOS DE LANTANO Y CERIO TIPO PEROVSKITA POR EL MÉTODO SOL-GEL

Hernández K., Acosta-Humánez M, Caballero C, Barrera-Vargas M* Departamento de Química: Grupo de Aplicaciones Tecnológicas de Materiales, Universidad de Córdoba *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

En este trabajo se sintetizaron fases de cupritas de lantano y cerio con una relación estequiométrica de citrato/nitrato de 1,25 a una temperatura de calcinación de 800ºC, por medio del método sol-gel, utilizando los precursores nitrato de lantano, nitrato de cerio, nitrato de cobre y ácido cítrico como agente acomplejante. De acuerdo a la forma La2-xCexCuO4 (X=0,0; 0,5; 2,0) se obtuvieron tres muestras a las cuales se le realizaron análisis de DRX (difracción de rayos x) en donde se determinaron las fases principales formadas en estos sólidos las cuales fueron: La2CuO4, La2Cu2O5, LaCuO3, CuO, CeO2 y los cationes presentes se analizaron mediante espectroscopía infrarroja (IR).

Archivo: MC-251


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ESTUDIO PRELIMINAR TEXTURAL EN ÓXIDOS DE LANTANO TIPO PEROVSKITA Galeano, A1, Barrera-Vargas, M2*, Acosta-Humánez, M2, Caballero, C2. 1

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Departamento de Química. Universidad de Nariño Departamento de Química: Grupo de Aplicaciones Tecnológicas de Materiales *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

En este trabajo se realizó un estudio de adsorción a óxidos de lantano tipo perovskita, tales como cuprita de lantano y titanita de lantano. Estos materiales fueron estudiados usando fisiadsorción de nitrógeno a 77 K, teniendo en cuenta el modelo de BrunauerEmmett-Teller (BET) y el cálculo de dimensión fractal. En el caso de las muestras de cuprita de lantano, se muestran diferencias significativas en las muestras sintetizadas por dos métodos distintos. Para el caso general, donde se usan otros cationes, como titanio y manganeso, se observan diferencias en las áreas superficiales. Para todos los casos, las isotermas obtenidas son tipo II. Los intervalos de área superficial y dimensión fractal para los materiales de estudio fueron de 5,17 – 9,90 m2/g y 2,3 – 2,5 respectivamente

Archivo: MC-252

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Estudio de Sistemas de Doble Pozo Cuántico Acoplados de GaAs-(Ga,As)Al, Bajo el Efecto de un Campo Eléctrico Constante y Presión Hidrostática aplicada Jaime Andrés Girón*, N. Porras-Montenegro Departamento de Física, Universidad del Valle, A. A. 25360, Cali, Colombia *jimmy-f3146 @hotmail.com

Se realiza un estudio de los niveles energéticos de electrones y huecos en sistemas de doble pozo cuántico de GaAs-(Ga,As)Al bajo la acción de un campo eléctrico constante, usando la aproximación de la masa efectiva. A través del método de R. Enderlein [1,2] se obtuvo la Densidad de Estados (DOS) y se determinaron las energías de los estados cuasiestacionarios de electrones y huecos. También se hace el estudio de los efectos de la presión hidrostática aplicada sobre la Densidad de Estados, la masa efectiva, las energías de los estados electrónicos y de huecos. Así mismo se analiza cómo se modifica la energía de transición electrón-hueco no correlacionados en función de la concentración de aluminio de la barrera central, la geometría de la heteroesructura, el campo eléctrico aplicado y la presión hidrostática. Referencias [1] R. Enderlein, T. Holz and J. L. Gondar, Phy. Stat. Sol. B 156, 259 (1989). [2] R. Enderlein, Phys. Rev. B 42, 4708 (1990).

Archivo: MC-253


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EVALUACIÓN DEL DESGASTE DE ALEACIONES FERMANAL A. CASTRO1; J. P VEGA2; W. APERADOR3; E. VERA4; Y. PINEDA5 1

Estudiante Maestría en Metalurgia y Ciencia de los Materiales: Grupo de Integridad y Evaluación de Materiales: Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (U.P.T.C): 2 Estudiante Maestría en Metalurgia y Ciencia de los Materiales: Grupo de Integridad y Evaluación de Materiales: Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (U.P.T.C): 3 Docente Asistente. Universidad Militar Nueva Granada 4 Docente. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (U.P.T.C). 5 Docente. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (U.P.T.C). *Email :[email protected] Resumen: Este estudio presenta la evaluación del desgaste de dos aleaciones austeníticas fermanal Mn -6.30, Al- 22.6, C- 0.68, Cr- 3.10, Fe- 67.33 (F1) y Mn- 8.50, Al- 30, C-1, Cr -3.20, Mo1.10, Fe- 56.20 (F2). La prueba de desgaste se realizó en un tribómetro pin on disk, con pin de circonio de 6 mm de diámetro. La caracterización y morfología de la huella de desgaste se realizó por medio de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). El propósito de este trabajo, fue conocer el mecanismo de desgaste de aleaciones fermanal para su posible uso como bioimplante y comparar, dicho mecanismo con el del acero inoxidable AISI 316 LVM, comúnmente utilizado en el campo de los biomateriales.

Archivo: MC-254

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CALCULO DE LA ENERGÍA DEL ESTADO BASE PARA ATOMOS CON DOS ELECTRONES MEDIANTE EL METODO DE HARTREE–FOCK-ROOTHAAN S. E. Zambrano1, Hernán Estrada B2, R. Bertel1 1

Centro de Investigación Universidad de la Guajira: Grupo de Física del Estado Sólido. 2 Universidad Nacional de Colombia. *Email: [email protected] RESUMEN

En este artículo se calcula la energía del estado base del átomo de Helio aplicando la teoría del campo auto consistente (SCF), de Hartare-Foock-Roothaan, cuyo resultado lo constituyen las ecuaciones para el potencial efectivo que experimenta cada electrón y la energía total del sistema, se resalta el hecho de la dificultad con el átomo de dos y más electrones planteada por el término de acoplamiento asociado al potencial de interacción entre los electrones, implica que éste sistema no se puede resolver exactamente, por lo tanto se requieren ciertas aproximaciones y el resultado de la ecuación que se obtenga se calcula en forma iterativa a través de un programa de computo, de acuerdo con el principio variacional, los resultados obtenidos se comparan con los valores determinados por el método variacional de Hylleraas. Palabras clave: Hartree -Fock; Método variacional; Potencial efectivo; Energía mínima.

ABSTRACT This article calculates the energy of the ground state of helium atom by applying the selfconsistent field theory (SCF), of Hartree-Foock-Roothaan, resulting in what are the equations for the effective potential experienced by each electron and the total energy system, highlights the fact the difficulty with the atom of two or more electrons raised by the coupling term associated with the interaction potential between electrons, implies that this system can not be solved exactly, so some approximations are required and the result of the equation that is obtained is calculated iteratively by a computer program, according to the variational principle, the results obtained are compared with values determined by the variacional method of Hylleraas.

Archivo: MC-255


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Fabricación de películas delgadas de silicio polimorfo depositadas por plasma K. vizcaíno1*, M. Moreno2, J. Plaza1, A. Torres2, P. Rosales2, A. Itzmoyol2 1 2


Resumen Las películas de silicio polimorfo (pm-Si:H) se caracterizan por estar constituidas de cristales de silicio, de tamaños nanométricos, embebidos en el material. Debido a sus propiedades ópticas y eléctricas, éste material se propone como un excelente candidato para la fabricación de dispositivos optoelectrónicos y sensores infrarrojos. Así mismos, estos materiales polimorfos se han utilizado para el desarrollo de celdas solares de películas delgadas fabricadas sobre vidrio con un bajo costo en la producción y mayor estabilidad en comparación con los materiales amorfos. Por esto, en este trabajo se fabricaron películas delgadas de pm-Si:H mediante la técnica Deposito Químico en fase Vapor asistido por Plasma (PECVD) a baja frecuencia, con una temperatura de sustrato de 200 °C y a diferentes valores de presión y flujos de gases. La caracterización de las películas se hicieron mediante las siguientes técnicas: Con Microscopia de Fuerza Atómica (AFM) se analizaron la superficie y por Microscopia de Transmisión Electrónica (TEM) se corroboró la formación de nanocristales en las películas y por medio de elipsometría UV- Visible se hallaron los espesores y la razón de depósito.

Archivo: MC-256

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DOUBLE DONOR COMPLEX IN VERTICALLY COUPLED QUANTUM DOTS IN THREADING MAGNETIC FIELD J. Manjarrés-Torres1, R. Manjarres-García1, G. Elizabeth Escorcia-Salas1, J. Sierra-Ortega1* and I. D. Mikhailov2 1

Group of Investigation in Condensed MatterTheory, Universidad del Magdalena, Santa Marta, Colombia 2 Universidad Industrial de Santander, A. A. 678, Bucaramanga, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

We consider a model of hydrogen-like artificial molecule formed by two vertically coupled quantum dots in shape of axially symmetrical thin layer whose profile is given by the Cauchy curve with on-axis single donor impurity in each of them and with the magnetic field directed along the symmetry axis (see Fig.1). In order to separate the rapid electrons motion in vertical direction from slow in-plane motion we use the adiabatic approximation [1] and show that the analysis of the lower energy levels of this system is reduced to an exactly solvable model of a two-electron quantum dot with parabolic confinement [2]. We present numerical results for energies of some low-lying levels as functions of the magnetic field strength for different quantum dots heights, radius and separations between them. The evolution of the Aharonov-Bohm oscillations of the energy with the increase of the separation between dots as the artificial hydrogen-like molecule transforms in two independent artificial hydrogen-like atoms is analysed

Fig.1 Scheme of the artificial hydrogen like molecule

References [1] F. M. Peeters and V. A. Schweigert, Phys. Rev. B53, 1468, 1996; I. D. Mikhailov, J. H. Marín, and F. García, phys. stat. sol. (b) 242, No. 8, 1636–1649 (2005) [2] D. Pfannkuche, V. Gudmundsson, and P. Maksym, Phys. Rev. B 47, 2244 (1993).; J. L. Zhu, J. Z. Yu, Z. Q. Li, and Y. Kawazoe, J. Phys: Condensed Matter 8, 7857 (1996).; [12] I. D. Mikhailov and F. J. Betancur, phys. stat. sol. (b) 213, 325 (1999).

Archivo: MC-257


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SINGLY IONIZED DOUBLE DONOR COMPLEX IN VERTICALLY COUPLED QUANTUM DOTS R. Manjarres-García1, J. Sierra-Ortega1*, G. Elizabeth Escorcia-Salas1, and I. D. Mikhailov2 1

Group of Investigation in Condensed MatterTheory, Universidad del Magdalena, Santa Marta, Colombia 2 Universidad Industrial de Santander, A. A. 678, Bucaramanga, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

Recently, it has been proposed to use the singly ionized double donor system (D2+) confined in a single semiconductor quantum dot [1] or ring [2] as an adequate microscopic two-level system as the functional part in a wide range of device applications, including spintronics, optoelectronics, photovoltaics, and quantum information technologies. This system encodes the logical information either on the spin or on the charge degrees of freedom of the single electron and allows us to manipulate conveniently its molecular properties, such as the energy splitting between the bonding and antibonding lowest-lying molecular-like states or the spatial distribution of carriers in the system [3]. We show that similar properties should have the singly ionized double donor system (D2+) confined in vertically coupled quantum dots. The electronic states of a singly ionized double on-axis donor complex (D2+) confined in two identical vertically coupled axially symmetrical quantum dots in a threading magnetic field are calculated. The solutions of the Schrödinger equation are obtained by a variational separation of variables in the adiabatic limit. Numerical results are shown for bonding and anti-bonding lowest-lying molecular states corresponding to different quantum dots morphologies, dimensions, separation between them, thicknesses of the wetting layers and the magnetic field strength. References [1] J. L. Movilla, A. Ballester, and J. Planelles, Phys. Rev. B 79, 195319 (2009); [2] W. Gutiérrez, L.F. García, I.D. Mikhailov, Physica E 43 (2010) 559 [3] M. J. Calderón, B. Koiller, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 75, 125311 (2007); A. V. Tsukanov, Phys. Rev. B 76, 035328 (2007); L. A. Openov, Phys. Rev. B 70, 233313 (2004); B. Koiller, X. Hu, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 73, 045319 (2006); S. D. Barrett and G. J. Milburn, Phys. Rev. B 68, 155307 (2003).

Archivo: MC-258

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DETERMINACIÓN DE LA ESTABILIDAD ESTRUCTURAL Y QUÍMICA EN COMPUESTOS TIPO Yb1-xTbxMnO3

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M.E. Bolívar1*, N. Speziali1 Departamento de Física: Laboratório de Cristalografia, ICEx, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil. *[email protected]

En los compuestos del tipo RMnO3 las estructuras cristalinas y sus propiedades físicas resultan fuertemente correlacionadas en algunos de los fenómenos que en ellos ocurren, por lo que se ha encontrado que el estudio estructural y la producción de estructuras estables se convierten en un eje importante que podría ayudar a determinar el origen de algunos de los fenómenos que surgen en estos tipos de materiales y en sus sustituciones. Estructuralmente las perovskitas tipo RMnO3 conformadas por iones lantánidos en el lugar del ión R, presentan una característica cristalográfica que depende del tamaño de este ión en particular. Esa característica advierte para estos lantánidos que en cationes con radios iónicos grandes la estructura estable resulta ser ortorrómbica mientras en el caso de cationes con radios iónicos menores la estabilidad estructural se tendrá en la fase hexagonal. Nuestro principal objetivo con este trabajo es estudiar las manganitas de lantánidos tipo YbMnO3 y TbMnO3, producidas por reacción de estado sólido convencional. Es relevante recordar que la estabilidad de la estructura varía dependiendo del catión, por lo tanto y según los primeros resultados de difracción, la manganita de Yb cristalizó en la estructura hexagonal P63cm, mientras que el TbMnO3 necesito de procesos adicionales para obtener la estructura ortorrómbica Pbnm, tema que se evidenció en los patrones de difracción. Posteriormente, se produjeron sobre la base de los procesos aplicados a las muestras puras, las sustituciones para los compuestos Yb1-xTbxMnO3 con x=25%, 50% y 75%. Análisis de los patrones usando el mismo protocolo que en las muestras puras, permitieron observar la diferencia en los procesos térmicos que debieron aplicarse a las sustituciones y el cambio que se presenta en la estabilidad de las estructuras. Es importante mencionar que los resultados comparativos de los análisis a través de los refinamientos mostraron una competencia de fase hexagonal y ortorrómbica con preferencia de una u otra en dependencia de la concentración de catión sustituyente.

Archivo: MC-259


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CONTRIBUCIONES DE ENERGÍA Y DIAGRAMA DE FASE MAGNÉTICO EN NANOPARTÍCULAS DE MAGNETITA: TEORÍA Y SIMULACIÓN COMPUTACIONAL J. Mazo-Zuluaga1*, J. Mejía-López2 Grupo de Estado Sólido, Grupo de Instrumentación Científica y Microelectrónica, Instituto de Física, Universidad de Antioquia. A.A. 1226, Medellín, Colombia. 2 Facultad de Física, Pontificia Universidad Católica de Chile, Casilla 306,Av. VicuñaMackenna 4860, Santiago 22, Chile. Center for the Development of Nanoscience and Nanotechnology-CEDENNA, 917-0124 Santiago, Chile. *[email protected] 1

En este trabajo presentamos un análisis teórico de los procesos de magnetización que ocurren en la transición de fase magnética activada por el incremento en la anisotropía superficial en nanopartículas ferrimagnéticas de magnetita. Para hacer esto se consideran expresiones analíticas para las diferentes contribuciones de energía en este tipo de sistemas. El principal objetivo es estudiar la transición de fase magnética que tiene lugar entre el estado ferrimagnético puro que se obtiene en el rango de valores bajos de la anisotropía superficial y la configuración tipo ‘erizo’ que se tiene en el límite de alta anisotropía. Se consideran expresiones analíticas para los términos de energía de intercambio, anisotropía magnetocristalina y anisotropía superficial; y se calculan las magnitudes respectivas para nanopartículas de magnetita de diferentes tamaños en el rango nanométrico. Se llevan a cabo comparaciones con simulaciones Monte Carlo basadas en un modelo de Heisenberg Clásico 3D con interacciones a primeros vecinos magnéticos, y se presenta y discute el diagrama de fase magnético que describe los procesos de la transición magnética, y las comparaciones entre los resultados

Archivo: MC-260

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SIMULATION OF THE STRENGTH-DEFORMATION DIAGRAM IN SOLIDS BY MEANS OF A PHENOMENOLOGICAL INTERACTION MODEL BETWEEN THE SOLID CONSTITUENTS Marín Q., Francisco 1,*, González C., Diego L.2 1

Departamento de Ingeniería Mecánica: Grupo de Investigación Mecanincca, Universidad Incca de Colombia, Carrera 13 Nº 24 -15 Bogotá, D. C., Colombia 2 Grupo de Física de Nuevos Materiales, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, A.A. 146.001, Bogotá, D. C., Colombia * [email protected] RESUMEN

La prueba de tracción es muy utilizada en ingeniería puesto que suministra información acerca de las propiedades mecánicas de los materiales (límite de proporcionalidad, punto de fluencia, resistencia final, límite de elasticidad, modulo de elasticidad, etc.). Estas propiedades son de vital importancia en el diseño en ingeniería. Nosotros numéricamente reproducimos varios comportamientos mecánicos presentes en la prueba de tracción de sólidos, a partir de un modelo macroscópico unidimensional de discretización de una probeta de ensayo, partiendo del modelo fenomenológico de interacción propuesto por V. H. Taguchi [1].

Nosotros explicamos los parámetros del modelo e interpretamos

físicamente su influencia en el modelo. Los resultados obtenidos son comparados con los reportados en las pruebas de tracción para diferentes materiales. [1] Y-H. Taguchi, Numerical modeling of morphological changes of the fracture propagation in the quenched glass plate, Modern Phys. B 8, 21-22 (1994).

Archivo: MC-261


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Preparación y caracterización morfológica estructural, eléctrica y luminiscente de películas delgadas de Alq3 G.F. Acevedo1, N. T. Ramírez M1, H.Y. Valencia1, J. Jiménez2, A.M. Ardila1* 1

Grupo de Física Aplicada, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Ciudad Universitaria, Bogotá, Colombia. Laboratorio Optronlab, Depto. de Física de la Materia Condensada, Universidad de Valladolid, España. *[email protected] Se construyó un sistema de deposición de películas delgadas orgánicas por el método de evaporación térmica. Empleando este se produjeron películas delgadas de tris(8hydroxyquinolato) de aluminio (Alq3) las cuales fueron depositadas a diferentes temperaturas sobre óxido de indio y estaño (ITO). Se estudió la influencia de la tasa de deposición en la morfología y estructura de las películas. La estructura fue estudiada por XRD, como función de los parámetros de deposición. Las propiedades de transporte de la estructura ITO/Alq3/Al fueron estudiadas a temperatura ambiente por medio de la característica I-V y los resultados fueron analizados por los modelos SCLC y TCLC. Se encontró que aparecen trampas con una energía de 0.1 eV y una movilidad de 1,25×10-5 cm2/V•s. Se estudió el espectro de catodoluminiscencia de las películas obtenidas y se analiza el decaimiento de la intensidad del espectro de emisión en función del tiempo.

Archivo: MC-262

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Caracterización de películas delgadas de DPVBi utilizadas como capa electroluminiscente en Diodos Emisores de Luz Orgánicos H.Y. Valencia, N. T. Ramírez M, A.M. Ardila* Laboratorio de Nanoestructuras Orgánicas y Moleculares, Grupo de Física Aplicada, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Ciudad Universitaria, Bogotá, Colombia. *[email protected]

Se elaboraron películas delgadas de 4,4`-Bis(2,2`-diphenylethen-1-yl)biphenyl (DPVBi) sobre sustratos de óxido de indio y estaño (ITO) a diferentes temperaturas y con diferentes tratamientos superficiales físicos y químicos, por el método de evaporación térmica. Se realizaron estudios elementales de DSC, DRX, NMR e IRTF, así como de fotoluminiscencia del compuesto a depositar para determinar características fundamentales del mismo. También se estudió la influencia de la tasa de deposición en la morfología y estructura de las películas. Las películas fueron estudiadas por XRD, como función de los parámetros de deposición. Las propiedades de transporte de la estructura ITO/DPVBi/Al fueron estudiadas a temperatura ambiente por medio de la característica I-V.

Archivo: MC-263


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Preparación y Caracterización Morfológica, Estructural y Eléctrica de Películas Delgadas de NPB Utilizadas como Capa Transportadora de Electrones J. A. Segura, N. T. Ramírez M, A.M. Ardila* Laboratorio de Nanoestructuras Orgánicas y Moleculares, Grupo de Física Aplicada, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Ciudad Universitaria, Bogotá, Colombia. *[email protected] En los diodos emisores de luz orgánicos la intensidad luminosa se ve afectada por la movilidad de portadores de carga (electrones y huecos) por ser muy desiguales, teniendo lugar la zona de recombinación fuera de la llamada capa emisora. Por tal motivo ha sido de nuestro interés estudiar películas delgadas de NPB (N,N'-bis(Inaftil)N,N' – difenil-1,1' – bifenilo-4,4'-diamina) con el fin de mejorar la inyección de huecos entre el material emisor y el ánodo para aumentar la producción de excitones en la capa emisora. A través de la caracterización morfológica, estructural y eléctrica de NPB se quiso determinar si se aumentaba el desplazamiento de los huecos a la capa emisora y si se producía un confinamiento de electrones que evitara que los mismos se escapen de la capa de emisión. Por el método de evaporación térmica se elaboraron películas delgadas de NPB las cuales fueron depositadas sobre óxido de indio y estaño (ITO) a diferentes temperaturas. Se estudió la influencia de la tasa de deposición en la morfología y estructura de las películas. Las capas fueron estudiadas por XRD, como función de los parámetros de deposición. Las propiedades de transporte de la estructura ITO/NPB/Al fueron estudiadas por medio de la característica I-V. También se estudió una estructura ITO/NPB/AlQ3/Al que permitió determinar la influencia de la capa transportadora de huecos en el mejoramiento de las propiedades del dispositivo.

Archivo: MC-264

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Modelaje y Simulación de las Propiedades Ópticas y Eléctricas de Diodos Emisores de Luz Orgánicos con un Sistema Anfitrión – Huésped N. T. Ramírez-Márquez*, D. P. Gómez, A. M. Ardila Laboratorio de Nanoestructuras Orgánicas y Moleculares, Grupo de Física Aplicada, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Ciudad Universitaria, Carrera 30 No. 45 - 03, Edificio 405, Bogotá, Colombia. *[email protected], [email protected] Se presenta un modelo para la simulación cuantitativa de las características eléctricas y ópticas de dispositivos emisores de luz orgánicos (OLED) con un sistema anfitrión – huésped en su lámina emisora, constituido por un material fluorescente (anfitrión) y un material fosforescente (huésped). Aunque las biláminas con sustituyentes han sido usadas para mejorar la eficiencia de los OLED multicapas, el entendimiento de cómo es la inyección de portadores, transporte y formación del excitón en estos sistemas no es completamente conocido y es de gran interés por permitir optimizar el dispositivo. En el modelo se proponen: un modelo de electrónico que incluye el transporte de carga con la movilidad dependiente del campo y un modelo de emisión de excitones, en este último se incluye el fenómeno de bloqueo del excitón y los mecanismos de transferencia de energía de Förster y Dexter. El modelo podrá proveer una herramienta útil para investigar las propiedades físicas de un OLED dopado con un fosforescente como lo son la densidad de corriente, atrapamiento de carga, recombinación directa, transferencia de energía y el espectro de electroluminiscencia.

Archivo: MC-265


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Variación de la Función Trabajo de Capas Delgadas de ITO con Métodos Físicos y Químicos R. Adames Prada , N. T. Ramírez M y A. M. Ardila V Laboratorio de Nanoestructuras Orgánicas y Moleculares, Grupo de Física Aplicada, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Ciudad Universitaria, Carrera 30 No. 45 - 03, Edificio 405, Bogotá, Colombia. * [email protected], [email protected] La superficie de películas delgadas de ITO fue modificada mediante distintos métodos físicos y químicos. Entre estos se encontraban: baño en alcohol isopropílico, acetona y solución de acido clorhídrico al 12%, y tratamientos de plasma de oxigeno y Ozono – UV. Se realizaron medidas del ángulo de contacto entre la superficie del ITO y gotas de agua destiladas con el fin de encontrar una relación empírica entre la función trabajo del ITO y el ángulo de contacto. También se realizaron medidas de la resistencia de hoja para los diferentes tratamientos para observar su variación según el tratamiento aplicado. Los resultados obtenidos muestran que el tratamiento óptimo es la combinación de Ozono – UV seguido por el de plasma de oxigeno, teniéndose una reducción del ángulo de contacto de 83,5º a 10,1° y por consiguiente un aumento de la función trabajo con un muy pequeño aumento de la resistencia de hoja de 1,7 Ω⁄□ en comparación con las películas sin tratamiento. Medidas de XPS y UPS también fueron realizadas para corroborar los resultados obtenidos por el método del ángulo de contacto y su relación empírica con la función trabajo.

Archivo: MC-266

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DESARROLLO DE UN DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA LA GENERACION DE NANOAGREGADOS CON TAMAÑO Y COMPOSICION QUIMICA AJUSTABLE L. Martínez1, M. Díaz2, E. Román1, Y. Huttel1* 1

Grupo de Materiales Avanzados de Baja Dimensionalidad, Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. ICMM-CSIC Cantoblanco, Madrid, España. 2 Departamento de Física, Universidad Militar Nueva Granada, Bogotá. * [email protected] RESUMEN La fabricación de nanopartículas (NPs) está en plena expansión por sus posibles aplicaciones tecnológicas. Entre los métodos de fabricación se pueden distinguir los métodos químicos y los métodos físicos. En este trabajo presentaremos un método físico de fabricación de nanopartículas cuyo dispositivo se denomina “fuente de agregados múltiple, o “Multiple Ion Cluster Source MICS” en su nomenclatura anglosajona y que presenta una evolución de las fuentes de agregados o Ion Cluster Source (ICS) clásicas. Actualmente no existe otro método físico de fabricación de NPs de tamaño controlado en ultra alto vacio (UHV) con el cual se pueda controlar independientemente las condiciones de fabricación de las NPs y las condiciones del sustrato sobre el cual se depositan las NPs. En efecto, con las fuentes de agregados ICS, los parámetros de fabricación de las NPs se ajustan de forma independiente de las condiciones del sustrato que puede ser de cualquier material con cualquier tipo de acabado de superficie y a cualquier temperatura. Un parámetro importante que no se puede controlar ni modificar con este método de fabricación de NPs es la composición química de estas. La composición química de las NPs viene dada por la composición inicial del blanco y el proceso de sputtering. En el caso de blancos de aleaciones, la composición final de las partículas viene dada por los procesos de sputtering diferencial de los elementos que forman la aleación del blanco. Con la MICS, extendemos las capacidades de las ICS con el ajuste de la composición química de la nanopartículas que se generan gracias al empleo de varios magnetrones. Como un ejemplo de aplicación del dispositivo desarrollado, presentaremos resultados del proceso de generación y la caracterización morfológica y composicional mediante AFM y XPS de NPs aleadas de AgAu con estequiometria bien definida procedentes de blancos puros de Au y Ag.

Archivo: MC-267


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ENERGIA DE CONFINAMIENTO EN CILINDROS SUPERCONDUCTORES MESOSCÓPICOS CON CAMPO MAGNÉTICO AXIAL A. Pasaje ,1,2, J. M. Calero2 , G. E. Ramos1 ∗

1

Departamento de Física, Universidad de Nariño, Torobajo, Pasto, Nariño, (Colombia) 2 Departamento de Física, Universidad del Valle, A. A. 25360, Cali (Colombia) *Email del Autor correspondiente: [email protected]

. Basados en una teoría generalizada de Ginzburg-Landau, en la que se incluye explícitamente el efecto del potencial de confinamiento geométrico, investigamos el comportamiento de la energía de confinamiento en cilindros superconductores mesoscópicos, en presencia de un campo magnético axial. Se consideran muestras cilíndricas huecas, con radio exterior R, radio interior Rh y altura L. Se obtienen las curvas de energía de confinamiento en función del campo magnético externo H, para varias geometrías de la muestra, caracterizadas por diferentes valores de los cocientes Rh/R y L/R. Se observa un comportamiento no monótono de la energía de confinamiento, con la aparición alternada de regiones paramagnéticas, donde dicha energía decrece con el incremento de H, seguidas de regiones diamagnéticas, en las cuales crece. Para el caso límite Rh/R → 1, se obtuvo un comportamiento periódico en las oscilaciones de la energía de confinamiento, con periodo igual a un cuanto de flujo, tal como ocurre con las oscilaciones de la temperatura crítica en el experimento de Little-Parks. De otro lado, en el límite opuesto (Rh/R → 0), se observa claramente la desaparición de las regiones paramagnéticas.

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Archivo: MC-268


Caracterización Estructural y Magnética de la Fase FeSi cubica simple J. F. Piamba1*, G. A. Pérez Alcázar1 1

Universidad del Valle, Departamento de Física A. A. 25360, Cali, Colombia. *Email Autor correspondiente: [email protected]

En el presente trabajo se realizo el estudio magnético y estructural de la fase FeSi cubica simple obtenida por fundición y sinterización. El sistema fue preparado utilizando polvos de Fe y Si de alta pureza los cuales fueron mezclados de forma elemental, una vez conseguida una mezcla homogénea el material fue compactado y posteriormente fundido en un horno de descarga eléctrica. Las piezas fundidas fueron tratadas térmicamente hasta una temperatura de 950°C durante 3 horas y después se mantuvo la temperatura a 700°C durante 7 días para consolidar la fase FeSi (cs). Una vez realizado el tratamiento térmico las medidas de difracción de rayos X mostraron solo la presencia de la fase FeSi (cs), con parámetro de red a = 4,488 Å y tamaño de cristalito de 124 nm. Las medidas Mössbauer dieron como resultado un comportamiento paramagnético representado por un doblete con IS = 0,230 mm/s, SQ = 0,501 mm/s y GAMMA=0,336 mm/s, lo que indica que la fase es completamente paramagnética [1, 2]. Este resultado también fue encontrado por J. F. Piamba et al. [3] quienes investigaron el sistema Fe0.5Si0.5 preparado por aleamiento mecánico y posterior sinterización encontrando que la fase FeSi (cs) presenta comportamiento paramagnético. Referencias [1] Li Tie, Li Yu-Zhi and Zhang Yu-heng. Journal of Physics Condensed Matter, 9 1381 (1997). [2] R.R. Rodríguez, G.A. Pérez Alcázar, H. Sánchez, M. Sacilotti, and J.M. Greneche, Phys. Stat. Sol. (c) 4 4220 (2007). [3] J. F. Piamba, R. R. Rodríguez, G. A. Pérez Alcazar, Próximo a publicación en RCF, (2011)

Archivo: MC-269


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ANÁLISIS DE LA RESPUESTA FOTOLUMINISCENTE DE PELÍCULAS EPITAXIALES DE GaInAsSb SOMETIDAS A TRATAMIENTO TÉRMICO L. Tirado-Mejía*, M. Ríos O., M. de los Ríos, G. Fonthal, H. Ariza-Calderón. Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, A. A. 2639, Armenia-Colombia *[email protected] En este trabajo se presenta el análisis de películas semiconductoras de GaInAsSb sometidas a tratamiento térmico. El crecimiento de las muestras se realizó por medio de la técnica de epitaxia en fase líquida, en soluciones ricas en In y sobre sustratos de GaSb. El análisis de la respuesta óptica se realizó por medio de fotoluminiscencia, con un láser de Argón en la línea 488, con una potencia del haz de 800mW y una temperatura de 11K. El tratamiento térmico se realizó en un bote de grafito de epitaxia en fase líquida, en un ambiente de hidrógeno, a 100°C, 200°C y 300°C durante 2 horas. Se hace una comparación de los espectros obtenidos con y sin tratamiento. La emisión fotoluminiscente muestra un corrimiento de los espectros a mayor energía, debido a la pasivación de la muestra al ser sometida a diferentes temperaturas, lográndose observar espectros con una menor densidad de defectos y una disminución de las trampas profundas al hacer el tratamiento térmico.

Archivo: MC-270

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TRANSICIONES DE FASE EN UN BEC DE POLARITONES-EXCITÓNICOS CONFINADO EN UN SISTEMA DE PUNTOS CUÁNTICOS GuillermoAlonso Guirales1*, Herbert Vinck Posada2, Boris Anghelo Rodriguez1 1

Instituto de Física, Grupo de Física Atómica, Universidad de Antioquia. 2 Departamento de Física, Grupo de Óptica e Información Cuántica, Universidad Nacional, Sede Bogotá *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Resumen .

Recientemente los sistemas de polaritones-excitónicos en nanocavidades dos dimensionales ha surgido como una alternativa promisoria para la condensación Bose-Einstein (BEC). Las fuertes correlaciones presentes en este sistema, lo hacen un candidato único para el estudio de entrelazamiento y transiciones de fase cuánticas–cambios cualitativos en las propiedades del estado base–. En este trabajo, revisamos evidencias previas, obtenida por nosotros, en las transiciones de fase de un sistema finito de excitones fuertemente acoplados a un modo de luz. Primero, al usar una función de onda BCS para computar la energía del estado base de N excitones –es decir, sin el campo fotónico–, se encuentra una transición desde una fase de plasma de alta densidad de electrones y huecos a una fase de BCS excitónica. Segundo, por medio de un procedimiento auto-consistente con una función de prueba compuesta de un campo fotónico coherente y una función BCS para el par electrón-hueco, obtenemos la escala de la temperatura critica con el número de polaritones. Calculando el entrelazamiento entre pares electrón-hueco presente en el condensado, usando como criterio la negatividad (New J. Phys. 7, 254 (2005)), y generalizando el método propuesto por Comte y Nozieres (J. Physique 43, 1069 (1982)), encontramos una función de interpolación entre las distintas fases. Por lo tanto, proveemos de esta manera una relación entre el diagrama de fase y el entrelazamiento en este sistema.

Archivo: MC-271


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CARACTERIZACIÓN SUPERFICIAL Y NANO ESTRUCTURAL DE NANO MULTICAPAS Cr/CrN OBTENIDAS POR UBM CON DIFERENTES GRADOS DE DESBALANCE U. Piratoba1*, J. A. Arenas 2 y J. J. Olaya3 1

Departamento de Física, UNAL Bogotá y Escuela de Física UPTC Tunja, Colombia 2 Instituto de Física, U. Nacional Autónoma de México UNAM, México DF, México 3 Departamento de Ingeniería Mecánica, U. Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] Recubrimientos duros de 25 nano bicapas de Cr/CrN fueron obtenidos por sputtering reactivo en atmósferas de Ar y Ar+N2 sobre silicio y sobre acero H13 con tratamiento de temple y revenido; se usó una potencia de 160 vatios, flujos de Ar y N2 de 9 y 3 sccm respectivamente, un magnetrón Gencoa VT 100 que por desplazamiento de su imán central, permitió usar 5 valores del coeficiente geométrico de desbalance KG. A estos recubrimientos se les hizo una caracterización superficial y transversal con microscopía electrónica de barrido SEM, una caracterización nano estructural con microscopía electrónica de transmisión TEM y una caracterización superficial con AFM en modo de no contacto, obteniéndose micrografías que muestran recubrimientos con espesores entre micras, con superficies uniformes con formaciones globulares que contienen algunas inclusiones granulares y cráteres microscópicos.

Archivo: MC-272

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OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL Y ELECTRO QUÍMICA DE NANO MULTICAPAS Cr/CrN OBTENIDAS POR UBM CON DIFERENTES GRADOS DE DESBALANCE U. Piratoba1*, J. J. Olaya3 y A. Mariño3 1

Departamento de Física, U. Nacional de Colombia, Bogotá y Escuela de Física UPTC Tunja, Colombia 2 Departamento de Ingeniería Mecánica, U. Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia 3 Departamento de Física, U. Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Se obtuvieron y caracterizaron recubrimientos duros en bicapas nanométricas de Cr/CrN, por sputtering reactivo en atmósferas de Ar y Ar+N2 sobre silicio y sobre acero H13 templado y revenido. Los parámetros de depósito fueron: potencia de 160 vatios, flujos de Ar y N2 de 9 y 3 sccm, distancia blanco sustrato de unos 5 cm. Se utilizó un magnetrón Gencoa VT 100 con diferentes grados de desbalance obtenidos por desplazamiento del imán central. El comportamiento electroquímico de estos recubrimientos, fue caracterizado mediante las técnicas de resistencia a la polarización lineal LPR, polarización potencio dinámica e impedancia electro química, y se obtuvieron además sus espectros de difracción de rayos X XRD; el mejor desempeño lo mostraron las multicapas obtenidas con el mayor grado de desbalance en el magnetrón.

Archivo: MC-273


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INCIDENCIA DE LA PROBABILIDAD DE MIGRACIÓN INTERATÓMICA EN EL COMPORTAMIENTO DEL ESTADO FUNDAMENTAL DEL SISTEMA MAGNÉTICO A1-xBx EN FASE BCC, OBTENIDA POR MÉTODO DE MONTE CARLO F. Reyes-Gómez1,a, W. R. Aguirre-Contreras1 1

Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali, Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected].

Dado el fuerte interés que despiertan el comportamiento magnético de las aleaciones binarias del tipo Fe-Al y Fe-Si, entre otras, se emplearon técnicas computacionales para estudiar el sistema A1-xBx en fase BCC. Para ello se simuló computacionalmente la elaboración de muestras BCC constituidas por átomos magnéticos (A) a las cuales se les introducía átomos diluidores magnéticos (B) en concentraciones x. Originalmente las muestras diluidas fueron construidas en orden perfecto tipo B2 y DO3 (según la concentración) y luego desordenadas con diferentes probabilidades de migración Pm (0.0 ≤ Pm ≤ 1.0) obteniendo para Pm=1.0 una estructura A2. Suponiendo que las interacciones están regidas por el modelo de Ising ½ y usando el método de Monte Carlo con dinámica de metrópolis se llevó el sistema desde altas temperaturas (T→∞) hasta temperaturas próximas al cero absoluto (T→0) logrando que las muestras alcanzaran su estado fundamental. De este estudio se obtuvo el comportamiento de la energía fundamental, la magnetización de saturación y el número medio de enlaces magnéticos del sistema como función de la concentración de átomos diluidores y de la probabilidad de migración. Como era de esperarse, el número medio de enlaces determina el comportamiento de la energía fundamental del sistema y la magnetización presenta un comportamiento no demasiado complejo.

Archivo: MC-274

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ESTUDIO ESTOCÁSTICO DE LA PROBABILIDAD DE MIGRACIÓN INTERATÓMICA EN SISTEMAS BCC A1-xBx Y SU INCIDENCIA EN EL FACTOR DE ESTRUCTURA O PARÁMETRO DE ORDEN DE LARGO ALCANCE (S) W. R. Aguirre-Contreras1,a, F. Reyes-Gómez 1 1

Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali, Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected].

El factor de estructura, involucrado en la difracción de rayos X, permite obtener una medida del grado de orden presente en una muestra cristalina, y en consecuencia medir el parámetro de orden de largo alcance (S) del cristal. Por otro lado, la disposición de los átomos en los sitios de red está determinada por los constituyentes atómicos de la muestra y la forma de preparación de ella. En este trabajo estudiamos computacionalmente el sistema binario A1-xBx con el fin de ligar el mensurable termodinámico de largo alcance S con parámetros estadísticos que determinan la probabilidad de migración interatómica, a la que llamamos Pm. Teniendo como punto de partida un cristal bcc se generaron dos tipos de muestras: multicapas heteroestructuradas con capas de átomos A y capas de átomos B, y sistemas simétricos en bulto con superestructura de dos parámetros de red (con 16 sitios) ocupados por átomos A y por átomos B (según la concentración x). Estos cristales ordenados se emplearon como referencias y a partir de ellos, mediante método de Monte Carlo, se permitió a todos los átomos la migración interatómica para diferentes valores de Pm, obteniendo diferentes muestras desordenadas. Para cada concentración, a cada una de las “muestras virtuales” desordenadas se le determinó teórica y computacionalmente el parámetro de orden al compararla con sus respectivas referencias. Se observó que el parámetro de orden S cae exponencialmente con la probabilidad de migración Pm y se comparó este comportamiento con resultados experimentales reportados para el sistema Fe1-xAlx.

Archivo: MC-275


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DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES ESTRUCTURALES ELECTRÓNICAS Y ÓPTICAS DE LiF Y Li0,75 M0,25 F (M= Mg, Mn, Ti) MEDIANTE TEORÍA DEL FUNCIONAL DENSIDAD Gabriel Andrés Fonseca1,2*, Miguel Ricardo Sierra1, Jairo Arbey Rodríguez M.3 1

Departamento de Ciencias Básicas: Grupo de Materia Condensada y Nanosistemas, Universidad de los Llanos 2

3

Escuela de Física: Grupo de Física de Materiales, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Departamento de Física: Grupo de Estudio de Materiales, Universidad Nacional de Colombia *[email protected]

Las propiedades estructurales electrónicas y ópticas del fluoruro de litio LiF y los compuestos dopados Li0 ;75 M0 ;25 F (M=Mn,Mg, Ti), son estudiadas utilizando el método de ondas planas aumentadas y linealizadas de potencial completo (FP-LAPW) dentro del formalismo de la teoría del funcional densidad (DFT). El potencial de intercambio y correlación es tratado con la aproximación de gradiente generalizado dentro del esquema de Perdew, Burke y Ernzerhof (GGA-PBE). Las propiedades calculadas para los sólidos incluyendo constantes de red, modulo de volumen y su derivada con la presión están en gran acuerdo con los datos disponibles para el LiF, sin embargo no se encontraron datos reportadas para los sistemas Li0,75 M0,25 F. la estructura de bandas muestra que el LiF es un material aislante de gap directo y los sistemas dopados son conductores. El análisis de la densidad de estados y la gráfica de energía vs. Volumen permite entender el efecto de las impurezas en las propiedades estructurales y comportamiento electrónico del LiF, los espectros ópticos en función de la energía, índice de refracción, reflectividad y absorción son calculados para todos los compuestos a través de la aproximación de fase aleatoria (RPA) utilizando los orbitales de Kohn Sham.

Archivo: MC-276

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Utilización del método LDA+U para la Determinación de Propiedades Estructurales, Electrónicas y Magnéticas del LiFePO4 1

2

1

Miguel Sierra , Jairo Abey Rodríguez Gabriel Fonseca Grupo de Estudio de Física (GREF), Universidad de los Llanos, Villavicencio 2 Grupo de Estudio de Materiales (GEMA), Universidad Nacional de Colombia, Bogotá 1

[email protected]

RESUMEN Se calculan las propiedades estructurales y electrónicas del LiFePO4 mediante la teoría del funcional densidad utilizando Ondas Planas, teniendo en cuenta las propiedades magnéticas y como estas afectan la estructura electrónica. Se comparan los resultados obtenidos con el método LDA+U y los obtenidos con funcionales LDA y GGA. El LiFePO4 ha cobrado gran interés debido a que promete ser uno de los mejores materiales para la fabricación de cátodos en baterías recargables de Ion de litio, brindando una alternativa a la opciones encontradas comercialmente basadas en óxidos de metales de transición, los que presentan deterioro con el uso y daño al medio ambiente. Dentro de las propiedades electrónicas se determina la estructura de bandas y la densidad de estados, considerando las propiedades magnéticas del material relacionadas con la polarización de espín, efectos que tienen influencia en el comportamiento electroquímico del material de gran importancia al utilizarlo como cátodo en baterías. Se determinaron las propiedades estructurales como parámetro de red mínimo y modulo de volumen mediante el ajuste de la ecuación de Murnaghan. Al comparar los resultados obtenidos con el método LDA+U y los funcionales GGA y LDA, se encontró que el método LDA+U tiene mejores resultados que se acercan más a los valores experimentales.

Archivo: MC-277


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ANALISIS DIGITAL DE IMÁGENES PARA ESTUDIAR EL MOVIMIENTO DE FUENTES DE RADIACIÓN Anyelo Ospina Ramírez 1, Alejandro Restrepo Martínez1, Francisco E. López Giraldo2* 1

Facultad de Ingeniería, Instituto Tecnológico Metropolitano, Calle 73 No 76A -354 Vía al Volador - Medellín – Colombia 2 Facultad de Ciencias, Instituto Tecnológico Metropolitano, Calle 73 No 76A -354 Vía al Volador - Medellín – Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

El uso de técnicas de procesamiento digital de imágenes para estudiar el movimiento de algunos sistemas físicos puede ser facilitado empleando fuentes de radiación acopladas con dispositivos electrónicos. Las imágenes capturadas de esta forma pueden ser más fácilmente segmentadas y analizadas debido a que presentan contornos más definidos. Este trabajo muestra la implementación de plataformas de bajo costo construidas por fuentes de radiación acopladas a dispositivos electrónicos y cámaras digitales para lograr una mejor descripción del movimiento. Exponemos algunos resultados preliminares en el procesamiento y análisis de imágenes aplicadas al estudio del movimiento en caída libre, superficies inclinadas y péndulos físicos.

Archivo: MC-278

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ANÁLISIS MÖSSBAUER Y DRX DE LOS PRODUCTOS DE CORROSIÓN DEL ACERO EMBEBIDO EN ESCORIA ACTIVADA ALCALINAMENTE Y SOMETIDA A DEGRADACIÓN. W. APERADOR1,2; H. GARCIA3,4; C. ORTIZ5 1

Docente. Universidad Militar Nueva Granada, Bogotá Colombia Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, Bogotá Colombia 3 Docente. Universidad del Valle, Cali Colombia. 4 Docente. Universidad ICESI, Cali Colombia. 5 Docente. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (U.P.T.C). 2

*Email :[email protected] Resumen: Barras de acero sismo resistente incrustadas en un concreto de escoria activada alcalinamente (AAS), fueron sometidas a un proceso de curado de 28 días y posteriormente expuestas a inmersión con, y sin solución 3.5% de cloruro de sodio analítico con el propósito de observar el efecto del ion cloruro sobre el acero. La interfaz acero-hormigón fué caracterizada por espectrometría Mössbauer de transmisión a temperatura ambiente y difracción de rayos X (DRX). Los productos de corrosión identificados corresponden a magnetita (Fe3O4), wuestite(FeO) y goetita (a-FeOOH). La morfología de dichos productos se analizó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM).

Palabras clave: corrosión, espectrometría Mössbauer, el análisis de difracción de rayos X, acero de refuerzo

Archivo: MC-279


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Characterization of CoFe2O4 and CoZnFe2O4magnetic nanoparticles prepared by chemical coprecipitation method

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J. Lopez1, F. González2, J. Prado1, G. Zambrano1, M. E. Gómez1. Laboratorio de Películas Delgadas, Departamento de Física, Universidad del Valle, Cali, Colombia. 2. Laboratorio de Química Analítica, Departamento de Química, Universidad del Valle, Cali, Colombia. [email protected] Abstract

Magnetic cobalt ferrite nanoparticles of CoFe2O4 and CoZnFe2O4 were prepared by coprecipitation technique from aqueous salt solutions of Co (II), ZnSO4 and Fe (III), in an alkaline medium.

CoFe2O4 powder samples were structurally characterized by X-ray

diffraction, showing the presence of the most intense peak corresponding to the (311) crystallographic orientation of the CoFe2O4 spinel phase. The mean size of the crystallite of CoFe2O4 y CoZnFe2O4 nanoparticles determined from the full-width at half maximum (FWHM) of the strongest reflection of the (311) peak by using the Scherrer approximation was calculated to be 11.37 and 7.0 (± 02) nm, respectively. Fourier Transform Infrared Spectroscopy was used to confirm the formation of Fe–O bonds, allowing identifying the presence of ferrite spinel structure. Magnetic properties were investigated with the aid of a vibrating sample magnetometer (VSM) at room temperature. Herein, the sample showed superparamagnetic behavior, determined by the hysteresis loop.

Finally, due to the

hysteresis loop of the CoFe2O4 is very small, our magnetic nanoparticles can be considered as a soft magnetic material. These magnetic nanoparticles have interesting technological applications in biomedicine given their biocompatibility, in nanotechnology, and in ferrofluid preparation. Acknowledgments This work was supported by “El Patrimonio Autónomo Fondo Nacional de Financiamiento para la Ciencia, la Tecnología y la Innovación Francisco José de Caldas” Contract RC - No. 275-2011 and Universidad del Valle research project code 7703. Moreover, the authors acknowledge the Serveis Científico-Técnics of the Universitat de Barcelona for TEM analysis and J. Lopez thanks Colciencias for the doctoral fellowship "Francisco José de Caldas". Archivo: MC-280 406


ESTUDIO COMPARATIVO DE MÉTODOS DE LA QUÍMICA COMPUTACIONAL PARA LA DESCRIPCIÓN DE LAS PROPIEDADES ELECTRÓNICAS DE ESTRUCTURAS MOLECULARES

Y. Delgado1,2; O. Rocha1,2; R. Carrasquilla1 y O. Neira1. 1

Departamento de Física: Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia 2 Estudiante Lic. Matemáticas y Física U. P. C. [email protected]

RESUMEN .

En este trabajo se realizó un estudio teórico comparativo de modelos químicos utilizados para la descripción de las propiedades electrónicas de sistemas moleculares, tomando como base la molécula de Agua (H2O); se hizo un estudio de las propiedades electrónicas globales del estado fundamental en fase gaseosa de dicha estructura. Como herramientas de cálculo se utilizó algunos métodos y algoritmos que ofrece el paquete computacional Gaussian 09, con base en los enfoques Semiempíricos, Hartree-Fock y post-Hartree-Fock, empleando diferentes bases de funciones, caracterizando con ello diferentes modelos de la Química Cuántica Computacional. Los resultados teóricos se comparan con algunos datos experimentales con el fin de seleccionar el modelo químico más adecuado para el estudio de la molécula de agua.

Archivo: MC-281


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SÍNTESIS, IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE GRAFENO POR TÉCNICAS ESPECTROSCÓPICAS Y MICROSCOPÍAS DE ALTA RESOLUCIÓN. Iván D. Gómez-Robayo1*, Enrique Mejía-Ospino2. 1

Escuela de Química, Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular, Universidad Industrial de Santander.

2

Escuela de Química, Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular, Universidad Industrial de Santander. *

[email protected]

Resumen Este trabajo describe el desarrollo de una ruta de síntesis química orientada a la producción eficiente de nanoláminas de grafeno con buenas propiedades estructurales. El método involucra la oxidación en solución de grafito, la exfoliación y conversión mediada por ultrasonido del óxido de grafito a óxido de grafeno (GO) y su posterior reducción para obtener grafeno químicamente reducido (CCG). Se emplearon las espectroscopias de UV-Vis, Infrarrojo y Raman para caracterizar y analizar algunas propiedades estructurales del grafito, GO y grafeno, comparando la información obtenida a través de estas técnicas, con el enfoque de determinar la calidad de las nanoláminas de grafeno sintetizadas y evaluar las ventajas y desventajas del método de síntesis que se llevo a cabo. La microscopía electrónica de barrido (SEM) y la microscopía de fuerza atómica (AFM) permitieron identificar y estudiar la dimensionalidad, tamaño, conformación y morfología de las nanoláminas de grafeno, óxido de grafeno y grafito.

Archivo: MC-282

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Caracterización óptica de capas de la aleación AlxGa1-xAs A. M. Ardila1, O Martínez2, J. Jiménez2 1

Laboratorio de Nanoestructuras Orgánicas y Moleculares, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia. 2 Laboratorio Optronlab, Depto. de Física de la Materia Condensada, Universidad de Valladolid, España. *[email protected] Se muestra el estudio realizado sobre capas de AlxGa1-xAs crecidas por el método conforme, usando técnicas ópticas como espectroscopía µ-Raman, catodoluminiscencia, imágenes de fotoluminiscencia e interferometría óptica en el modo PSM. Usando la técnica de µ-Raman se determinó la composición de las capas depositadas, con fotoluminiscencia se comprobó la calidad cristalográfica y la homogeneidad de la distribución de aluminio y con la técnica de interferometría óptica se observaron los frentes de crecimiento de las capas.

Archivo: MC-283


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ANÁLISIS DEL CARÁCTER COMPETITIVO DE LOS IONES OH- Y CLEN LA SÍNTESIS DE OXIHIDRÓXIDOS DE HIERRO A. F. Betancur 1*, F. R. Pérez 1, R. Zuluaga2, C. A. Barrero3 y K. E. García3 1

Grupo de Óptica y Espectroscopia (GOE), Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín Grupo de Nuevos Materiales (GINUMA), Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín 3 Grupo de Estado Sólido (GES), Universidad de Antioquia, Medellín

2

*Email: [email protected] Los óxidos y oxihidróxidos de hierro son de importancia tecnológica como material catalítico, pigmentos, floculantes, sensor de gases, intercambiadores de iones, adsorbentes, y en muchas otras aplicaciones. En el caso de la corrosión, el estudio sistemático de estos productos es de enorme interés, debido a que es importante detectar las transformaciones y evaluar su efectividad protectora, para así entender los mecanismos de oxidación y poder controlar los efectos de la corrosión. En presencia de cloruros los productos de corrosión de aceros incluyen, entre otras fases, la goethita y la akaganeita. En el presente trabajo se reporta los resultados de síntesis cuyos productos finales fueron goethita y la akaganeita. Mediante la utilización de espectroscopías infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y Raman (RS), se identificaron y caracterizaron vibracionalmente las fases. A partir de las propiedades vibracionales se discute el papel competitivo entre los iones CL- y OH- en la formación de estas dos fases.

Archivo: MC-284

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CARACTERIZACION TERMOMECANICA DE MEMBRANAS CONDUCTORAS IONICAS POLIMERICAS BASADAS EN PVAL-H3PO2-ZrO2 F. Bedoya1, 2*, J.E. Castillo1, 2, R.A. Vargas1 1

Departamento de Física: Grupo de Transiciones de Fases en Sistemas No Metálicos, Universidad del Valle 2 Faculta de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Mecánica, Universidad del Valle * [email protected] .

En este trabajo hemos realizado estudios de caracterización termo mecánica a membranas conductoras iónicas basadas en PVAL, acido hipofosforoso (H3PO2), nano reforzadas con óxido de zirconio, ZrO2. La concentración en peso de las nano partículas fue variada desde 0.0 % hasta 10.0 %, mientras que la relación P/OH para el acido se mantuvo constante en 0.3. Se realizaron medidas de esfuerzo-deformación en modo cuasi estático aumentando la temperatura de realización de las pruebas desde 30 °C hasta 170 °C, de la misma forma se hicieron medidas de DSC y TGA, con el fin de encontrar una relación entre propiedades térmicas y mecánicas de las membranas. Las medidas a temperatura ambiente muestran un incremento del modulo de elasticidad del material desde 40 MPa hasta casi 200 MPa con la adición de oxido, confirmando así la acción de refuerzo asociada a este. Mediante ajustes lineales de la curva esfuerzo-deformación, se obtuvieron los módulos de elasticidad y se graficaron como función de la temperatura, estas graficas muestran dos picos alrededor de los 50°C y 150°C, siendo congruentes con las anomalías observadas en las curvas DSC. El primer pico se desplaza a altas temperaturas mientras que el segundo se desplaza a bajas, tendiendo a formar una sola anomalía, tanto en la caracterización termo mecánica como en la térmica. Esta tendencia se mantuvo igual para todas las concentraciones de ZrO2. Esta caracterización hace parte de un estudio completo realizado a este material pues según las investigaciones realizadas en nuestro grupo se postula como un buen candidato para todo tipo aplicaciones electroquímicas de estado sólido.

Archivo: MC-285


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PRODUCCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE VIDRIOS METÁLICOS MEDIANTE LA TÉCNICA DE SOLIDIFICACIÓN SOBRE DISCO ROTATORIO (MELT SPINNING)

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J. Valencia Hurtado1*, C. V. Roa Sanmartin1, G. A. Pérez Alcazar2, I. J. Castro Navas1 Escuela de Ingeniería de Materiales, 2Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali *Email: [email protected]

Con el propósito de obtener vidrios metálicos, se diseño y construyo un equipo de solidificación rápida sobre disco rotatorio (Melt Spinning), basado en un horno de resistencias, un crisol de cuarzo, un disco macizo de cobre y un sistema de refrigeración con nitrógeno liquido. El procedimiento consistió en preparar previamente las aleaciones por métodos de fundición convencionales, posteriormente refundirlas dentro del crisol de cuarzo y proyectarlas sobre el disco de cobre que se encontraba refrigerado y girando a 3500 rpm. Como resultado de este proceso se obtuvieron cintas delgadas y continuas, las cuales se caracterizaron a través de técnicas como DRX, DSC, SEM/EDS y XRF. Las aleaciones que se estudiaron fueron Al67Cu33 y Al88.4Si11.6, encontrándose en ellas alto grado de amorficidad y un ensanchamiento de los picos de las fases cristalinas restantes. Este ensanchamiento denota una disminución del tamaño de cristalito y un aumento de las microtensiones con respecto a la aleación de referencia, tal como se ilustra en el patrón de DRX de la aleación Al67Cu33.

Archivo: MC-286

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SIMULACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DEL AgI DOPADO CON NANOPARTICULAS DE Ag N. F. Villegas1, D. Peña Lara1, *, R. A.Vargas1, H. Correa2 y J. E. Diosa1 1

2

Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali (Colombia) Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, Armenia (Colombia) * [email protected]

Resumen

Estudios experimentales del sistema AgI dopado con nanopartículas de Ag usando la técnica de calorimetría ac mostraron que la dependencia del calor específico en función de la temperatura presenta un salto abrupto en más de tres órdenes de magnitud alrededor de la temperatura de transición de 420 K. La transición presenta un incremento abrupto en la conductividad, un calor latente y generalmente un cambio en la simetría de la red, características típicas de una transición de primer orden. En el presente trabajo se ajustaron los datos experimentales del calor específico del AgI dopado con nano partículas de plata, con los resultados obtenidos a través de un modelo fenomenológico basado en la energía libre con una probabilidad de dilución en los portadores de carga. Estas teorías fenomenológicas difieren unas de otras por la manera en la cual la interacción entre defectos es introducida. Los resultados obtenidos muestran una excelente concordancia entre los datos experimentales y los datos simulados; además con el cálculo de la probabilidad de dilución se dieron luces para entender el transporte en los sistemas iónicos.

Archivo: MC-287


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Depósito y caracterización de películas de a-Si:H dopado tipo p y tipo n. A. C. Sarmiento1*, M. Moreno2, J. Plaza1, A. Torres2, P. Rosales2, A. Itzmoyol2 1 2


Resumen El silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H) surge como un material prometedor en la industria fotovoltaica gracias a su alto coeficiente de absorción y a su bajo costo de producción. En este trabajo se estudiaron las propiedades ópticas y eléctricas de películas de a-Si:H dopadas tipo p y tipo n, tales como: transmitancia, coeficiente de absorción, conductividad, energía de activación y espesor. Dichas películas, se fabricaron mediante la técnica Depósito Químico en fase Vapor asistido por plasma (PECVD) a baja frecuencia con una temperatura de sustrato de 300 °C, variando el flujo de hidrógeno y de los gases dopantes. La caracterización de las películas se hizo mediante las técnicas de caracterización eléctrica, transmisión óptica y elipsometría UV - Visible.

Archivo: MC-288

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PROPIEDADES ESTRUCTURALES, ELECTRICAS Y TERMICAS DEL MATERIAL HÍBRIDO V2O5/PEGx C.L. Londoño-Calderón12, J.F. Jurado1, C. Vargas-Hernández1 1

2

Grupo de Propiedades Ópticas de los Materiales (POM) Universidad Nacional de Colombia. Sede Manizales

Departamento de Física y Matemáticas: Universidad Autónoma de Manizales

*Email del Autor correspondiente: [email protected], [email protected]

Se sinterizaron películas de PEGx/V2O5.nH2O (x = 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 y 1.0) por el método de sol-gel. Para el crecimiento de las películas se disolvió pentóxido de vanadio sobre una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno, el sol resultante se mantuvo en reposo durante 24 horas, tiempo para el cual se agregó el polímero Poly(ethylene glycol) (PEG). Para permitir una mezcla homogénea de las fases; cada 48 horas se sometió la solución a agitación magnética durante 3 horas, posterior a esto, sustratos de vidrio comercial previamente tratados fueron inmersos en el sol 11 días después de la reacción inicial. Las muestras fueron caracterizadas estructural, vibracional, eléctrica y térmicamente, empleando Difracción de rayos-X (XRD), Espectroscopía Raman, el método convencional de las cuatro puntas de van der Pauw y Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), respectivamente. Los resultados sugieren una estructura cristalina predominante del polímero precursor, caracterizada por la presencia de un pico de difracción asociado a nanocintas de V2O5.nH2O. La presencia del óxido metálico aumenta el tamaño de los cristalitos de PEG, debido a un aumento en las microdeformaciones presentes en la estructura cristalina. Los espectros Raman sugieren la presencia de ambos compuestos (PEG/V2O5), caracterizados por la presencia de cadenas V-O-V-O-V...., tensionadas compresivamente, cuyo efecto es evidenciado por la disminución de la distancia entre los enlaces V4+=O.

Archivo: MC-289


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Caracterización Estructural y Magnética del Semiconductor Magnético Diluido Zn1-xMnxO C.-W. Sánchez, Lina-M. Cuartas, W. Lopera, M. E. Gómez Grupo de Películas Delgadas, Dpto. Física, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali, Colombia Resultados previamente publicados en los que se ha obtenido ferromagnetismo a temperatura ambiente han propiciado que los semiconductores magnéticos diluidos sean objeto de intenso estudio, debido a, sus promisorias aplicaciones en la nueva tecnología espintrónica. Uno de estos sistemas es el ZnO dopado con Mn. Se han sintetizado muestras en bloque de Zn1-xMnxO en las cuales se ha variado la concentración de Manganeso entre 2% y 10% en peso. En este trabajo aplicamos el método Rietveld a difractogramas obtenidos para dicho sistema lo que muestra cambios en los parámetros de red de la estructura cristalina, tipo wurtzita, del ZnO con la presencia del Mn dicho estudio se correlaciona con resultados obtenidos mediante un estudio del comportamiento magnético del material en bloque. El objetivo de este estudio es determinar el efecto de la adición de Manganeso a la estructura cristalina del ZnO una vez sometidos al proceso térmico determinando como varían los parámetros de red en función del porcentaje en peso del Manganeso y correlacionar estos resultados con medidas isotermas de histéresis a temperaturas de 300K, 150K, 5K. Además se hicieron medidas de Magnetización en función de la temperatura como soporte a los resultados obtenidos. Se usaron como precursores analíticos Óxido de Zinc (ZnO) con una pureza de 98% y Óxido de Manganeso (IV) (MnO2). El material se obtuvo mediante reacción de estado sólido bajo un proceso de calcinación de 8 horas a 400oC, luego se sometió al proceso de sinterización por 12h a 500oC con atmosfera de aire. Se obtuvieron pastillas de 2%, 4%, 6% y 10% de Mn en peso (wt%). Las muestras obtenidas fueron analizadas mediante un difractómetro de rayos X y mediante un equipo de medida de propiedades Físicas (PPMS).

Archivo: MC-290

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FUERZA DE MAGNUS ANISOTROPICA EN SUPERCONDUCTORES DEL TIPO II

Ricardo Vega Monroy*, Eliceo Cortes Gomes Facultad de Ciencias Básicas: Grupo de Física Teórica del Estado Sólido, Universidad del Atlántico *Email del Autor correspondiente: [email protected] En el presente trabajo se muestra que la deformación de vórtices en superconductores del tipo II debida a la presencia de defectos planares conduce a la disminución local en el camino libre medio de los electrones al igual que en la aparición de una longitud de coherencia local en el vórtice en dirección normal al defecto planar. Este hecho propicia la anisotropía en la fuerza de Magnus, cuyo efecto se manifiesta en la observación del efecto Hall anisotrópico en superconductores de altas temperaturas.

Archivo: MC-291


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MODELO SOBRE LA PROPAGACIÓN DE ONDAS ELÁSTICAS EN PAQUETES GRANULARES Franklin Peniche Blanquicett1, Cesar Ortega Lopez2 1 2

Departamento de Física: Grupo GAMASCO, Universidad de Córdoba-Colombia Departamento de Física: Grupo GAMASCO, Universidad de Córdoba-Colombia *Email del Autor correspondiente: fpenichedavf @gmail.com

.

Con este trabajo se propone la construcción de un modelo teórico que permita describir la propagación de ondas elásticas en medios granulares basado en la teoría de elasticidad no lineal recientemente propuesta por Jiang y Liu, y conjuntamente con los análisis de Trégourès y van Tiggelen para dispersión múltiple de ondas elásticas en medios heterogéneos. Con base en este marco teórico se deriva una formulación de campo cuántico de la dinámica de deformación en paquetes granulares en equilibrio mecánico, en la cual la energía total de onda satisface una ecuación tipo Schrödinger. Un término adicional aparece en la correspondiente matriz de evolución temporal, el cual, junto con los coeficientes elásticos dependientes de la deformación, conduce a una descripción de las características intrínsecas de la dinámica granular tales como: dilatancia de volumen, punto de cede (mechanical yield) y anisotropías en la distribución de los esfuerzos. Posteriormente mediante la transformada de Laplace de la ecuación tipo Schrödinger obtenida e introduciendo desorden a través de perturbaciones como pequeñas fluctuaciones en el operador de evolución temporal, derivamos la ecuación de transporte radiativo y su correspondiente ecuación de difusión para la propagación de ondas elásticas en un medio granular. Con este enfoque se pretende no solamente proporcionar una descripción más precisa de la propagación de ondas elásticas en paquetes granulares, sino también tener una herramienta matemática para interpretar diversos resultados experimentales en este campo.

Archivo: MC-292

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ESTUDIO TERMOELECTRICO DEL SISTEMA POLIMÉRICO BASADO EN PVOH (POLIALCOHOL DE VINILO) + C12H25-C6H4-SO3Na (DODECIL BENCENO SULFONATO DE SODIO, DBSNa) + H2O (AGUA) V. H. Zapata1*, D. Mercado2, W. A. Castro3, O. Arnache4 1,2

Departamento de Física: Laboratorio de Materiales Cerámicos y Vítreos, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, A.A. 568, Medellín, Colombia. 3 Proyecto curricular de ingeniería topográfica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia. 4 Instituto de Física, Universidad de Antioquia, A.A. 1226, Medellín,Colombia *[email protected]

Resumen En este trabajo presentamos el estudio del comportamiento térmico y eléctrico de un electrolito sólido polimérico basado en PVOH + C12H25-C6H4-SO3Na + H2O. El DBSNa es utilizado como surfactante en la dispersión de nanotubos de carbono. Se realizaron 4 concentraciones relación surfactante/polímero (S/P) de 0.02, 0.04, 0.08 y 0.13. Resultados previos mediante la técnica de calorimetría diferencial de barrido (DSC) mostraron un corrimiento de la temperatura de transición vítrea (Tg) del nuevo sistema hacia valores menores que la Tg del polímero puro (∼80°C), este comportamiento se atribuye a los efectos del contenido de agua en la matriz polimérica y al surfactante. Los efectos probables del contenido de agua en las membranas poliméricas también fueron evidenciados mediante la técnica de termogravimetría (TGA) donde se observó una pérdida de masa entre los 30 °C y 100 °C, también se observó otra pérdida de masa por encima de los 200 °C debido a la degradación del sistema formado. Finalmente mediante la espectroscopia de impedancias (IS) con barridos en frecuencia hasta 1 MHz se logró establecer un aumento en la conductividad iónica por encima de 10-5 S/cm con un aumento en temperatura y cambio en las concentraciones de surfactante hasta los 220 °C. La dependencia de la conductividad iónica con la temperatura puede ser descrita por medio de la ecuación Vogel-TammannFulcher (VTF), indicando el efecto de la flexibilidad de las cadenas poliméricas en la migración iónica.

Archivo: MC-293


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COMPORTAMIENTO DE FASES A ALTAS TEMPERATURAS DEL SISTEMA POLIMÉRICO PVOH (POLIALCOHOL DE VINILO) + NaH2PO4 (FOSFATO DIHIDROGENADO DE SODIO) + H2O V. H. Zapata1*, W. Saldarriaga1, Y. Garcia2, O. Arnache2 1

Laboratorio de Materiales Cerámicos y Vítreos, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, A.A. 568, Medellín, Colombia. 2 Instituto de Física, Universidad de Antioquia, A.A. 1226, Medellín, Colombia [email protected] Resumen Hemos realizado medidas de calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría (TGA) y conductividad eléctrica utilizando la técnica de espectroscopia de impedancias (IS) con un barrido en frecuencias hasta 1 MHz para estudiar el comportamiento de las fases presentes en el sistema polimérico compuesto con polialcohol de vinilo (PVOH), fosfato di-hidrogenado de sodio (NaH2PO4) y agua, en un rango alto de temperaturas comprendido entre los 100°C y 200°C. Hemos realizado tres concentraciones relación sal/polímero: 0.05, 0.07 y 0.10. Los resultados indican un proceso de deshidratación en un previo calentamiento sobre las muestras desde los 20°C hasta los 150°C aproximadamente, detectando un corrimiento de la temperatura de transición vítrea del nuevo sistema polimérico entre los 50°C y 80°C como era de esperar. En un segundo calentamiento llevado hasta los 200 °C se observa una anomalía térmica alrededor de los 160°C la cual se atribuye a la sal de sodio que presenta dicha anomalía alrededor de los 180°C. Las medidas de impedancia muestran que la conductividad dc de los electrolitos se incrementa cuando aumenta el contenido de sal alcanzando un valor máximo de ∼10-5 S/cm para la muestra con fracción molar x = 0.10. El análisis de la flexibilidad de las cadenas poliméricas en la migración iónica fue estudiado mediante los efectos de la conductividad iónica con la temperatura, descritas por medio de la ecuación Vogel-TammannFulcher (VTF).

Archivo: MC-294

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CARACTERIZACIÓN POR TÉCNICAS SPM DE RECUBRIMIENTOS DE CARBÓN SOBRE SILICIO OBTENIDOS POR MW-PACVD M. Arenas , C. Palacio, M. Arroyave Departamento de Ciencias Básicas: Grupo de Electromagnetismo Aplicado, Universidad EAFIT *Email del Autor correspondiente: [email protected]

RESUMEN En este trabajo se presenta la caracterización por Microscopía de Fuerza Atómica (AFM), Microscopía de Modulación de Fuerza (FMM) y Microscopía de Barrido Resistivo (SSRM) de recubrimientos de carbono depositados sobre Silicio policristalino a través de deposición química de vapores asistida por plasma microondas (MW-PACVD). Las condiciones experimentales que se modificaron para obtener los recubrimientos, fueron el voltaje bias entre -100V y -300V, la relación de la mezcla Ar/CH4 entre valores menores a mayores que uno, y la temperatura del substrato entre 200°C y 550°C. Las sondas utilizadas para las medidas FMM son tipo FORT con capa reflectiva de Aluminio, de 225µm de longitud, 3 N/m de constante de resorte y 62khz de frecuencia de resonancia; las sondas usadas para las medidas SSRM son conductivas con recubrimiento de Platino/Iridio, de 0.2 N/m de constante de resorte y 12 KHz de frecuencia de resonancia. Los resultados obtenidos por AFM, muestran una clara dependencia de la rugosidad y el tamaño de grano con las variables modificadas del proceso. Se ha identificado poca variación de fase en las imágenes FMM obtenidas. Los resultados SSRM han mostrado en general un comportamiento óhmico no lineal en los recubrimientos.

Archivo: MC-295


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DETECCIÓN DE FASES FERRICAS Y FERROSAS ASOCIADAS CON LA CORROSION EN METALES ANTIGUOS POR LA TECNICA DE ESPECTROSCOPIA RAMAN Y FT-IR Aida Liliana Barbosa*, William Martinez. Laboratorio de Investigaciones en Catálisis y Nuevos Materiales LICATUC –Universidad de Cartagena, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Programa de Química, Campus de Zaragocilla, Cartagena-Colombia *[email protected] Los artefactos antiguos expuestos al medio ambiente marino salino, presentan diferentes compuestos férricos y ferrosos productos de la corrosión, particularmente en la etapa inicial la fase lepidocrocita del oxihidroxido férrico (γ-FeOOH), goetita (α-FeOOH) y akaganeita (α-FeOOH) y en una corrosión más avanzada magnetita Fe2O4, hematita Fe203 y siderita FeCO3. Un estudio Raman y FT-IR sobre material de artillería en hierro colado de la zona insular cerca de Cartagena se llevo a cabo para identificar varios compuestos presentes en el herrumbe, usando un equipo Raman Renishaw, con laser de He-Ne de 633 nm. Fueron identificadas por Raman las principales fases de hierro para γ-FeOOH bandas localizadas en 219, 252 y 650 cm-1 ; para goetita bandas en 300 y 386cm-1;para akaganeita-αFeOOH bandas en 314 y 722 cm-1; finalmente para Fe3-xO4 bandas en 532 y 667 cm-1. Figura 2 Espectros Infrarrojos para las muestras reales de piezas de artillería de zona insular de Bocahica-Cartagena expuestos a ambientes marinos corrosivos.

. Los análisis de FT-IR, mostraron presencia de γ-FeO(OH) entre 1018cm-1–1028cm-1, estiramientos entre 790cm-1–800cm-1 y 880cm-1–890cm-1 relacionados con α-FeO(OH) y herrumbres verdes con señales en 3488cm-1– 3498cm-1, 1644cm-1–1654cm-1, asociados con corrosión temprana. En piezas con mayor tiempo a la intemperie, se registraron señales entre 1385cm-1– 1395 cm-1 relacionadas con siderita y hematita vibraciones de estiramiento en 617cm-1–627cm-1, 460 cm-1– 470cm-1, reflejando procesos de corrosión más avanzados. Se concluye que los materiales metálicos de artillería, estudiados mostraron un moderado grado de corrosión y presencia de contaminación iónica, mostrando la versatilidad de la técnica Raman e Infrarrojo con transformada de Fourier para este tipo de estudios. Archivo: MC-296 422


ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES GEOMÉTRICA Y DE ABSORCIÓN DE LA MOLÉCULAS ALq3 Y BPVBi COMO MATERIALES TRANSPORTADORES Y EMISORES EN DISPOSITIVOS OLED’S H. Y. Valencia 1, 2*, A. M. Ardila 1 1

Grupo de Física Aplicada, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá 2 Grupo de Electrónica Orgánica, Universidad Santo Tomás *[email protected]

RESUMEN

En el presente trabajo se estudian a través de métodos computacionales las propiedades geométricas, y de absorción de la molécula órgano-metálica Alq3 en su isómero meridional y de la molécula DPVBi. Inicialmente para cada molécula se hace una optimización geométrica en su estado base (S0) con el método ab-inition y la aproximación de HartreeFock (HF/6-31G,6-31G*) y B3LYP/6-31G*, determinando sus longitudes y ángulos de enlace, junto con el cálculo de los orbitales moleculares de frontera (HOMO, LUMO) y el espectro de absorción en su mínima energía. Se analizan los modos normales de vibración a partir de los espectros IR y Raman. Los parámetros geométricos y las longitudes de onda de absorción en el estado base son comparados con resultados previos experimentales para la molecula Alq3. De esta forma se determinan las propiedades de emisión de las moléculas Alq3 y DPVBi, para su aplicación en la fabricación de diodos emisores de luz.

Archivo: MC-297


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Title: Application of the method of reduced variables to the study of pressure dependent zero shear viscosity in Polycarbonate Authors Natalie M. Rudolph1, J.C. Granada E.2*, Ana C. Agudelo H.3, Tim A. Osswald1 1

Polymer Engineering Center, University of Wisconsin-Madison, 1513 University Ave, Madison, WI, 53607, USA 2 Depto. de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali, Colombia 3 Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Nacional de Colombia-Sede Palmira, Palmira, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Abstract: Zero shear viscosity data of an amorphous polycarbonate PC Makrolon 2805 from Bayer Material Science AG were obtained by doing pressure-sweep tests with seven pressures from 1 to 700 bar at 160, 180, 200, 200 and 240°C, above the glass transition temperature Tg. In the frame of the method of reduced variables, independent shifts of the logarithmic zero shear viscosity and of the pressure were performed in order to build an empirical master curve for the reference temperature T0=240 °C. On the basis of a Vogel-type model, analytical expressions which fit the empirical logarithmic zero shear viscosity and the pressure shifts were obtained. Additionally, a general equation of the zero shear viscosity as a function of pressure for any reference temperature was deduced. It is shown that the dependence of zero shear viscosity on temperature follows the Williams-Landel-Ferry (WLF) Equation, from which it is obtained that the thermal 1 expansion coefficient of PC Makrolon 2805 is α f = 1.4 × 10 −3 o and its fractional free C volume at the glass transition temperature is f Tg = 0.037 .

( )

Archivo: MC-298

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EFECTO DEL TRATAMIENTO TERMICO SOBRE LAS PROPIEDADES ESTRUCTURALES E HIPERFINAS DEL SISTEMA (Fe60Al40)100 xNbx J. A. Velasco Jaramillo1*, G. Y. Vélez1, Ligia E. Zamora1, G. A. Pérez Alcázar1 J. A. Tabares1 1

Departamento de Física: Grupo de Metalurgia Física y Teoría de las Transiciones de Fase, Universidad del Valle, A. A. 25360, Cali, Colombia * [email protected]

Resumen . En este trabajo se realiza el estudio del efecto del tratamiento térmico sobre las propiedades estructurales y magnéticas del sistema (Fe60Al40)100-xNbx con x = 10, 15 y 20 obtenido por aleamiento mecánico durante 24 horas de molienda. Previo al tratamiento térmico en todas las muestras coexisten las estructuras desordenadas BCC (Fe-Al, Nb) y HCP (Fe-Al)2Nb, y sus espectros Mössbauer no muestran la existencia de sitios ferromagneticos. Con el tratamiento térmico las fases estructurales se conservan y en los espectros Mössbauer aparece una contribución ferromagnetica consecuencia del comportamiento superparamagnetico de los granos BCC (Fe-Al, Nb). Los parámetros hiperfinos de la componente ferromagnetica muestran que para concentraciones de Nb por encima del 20 % at. los átomos de hierro no se difunden completamente en la estructura HCP (Fe-Al)2Nb.

Archivo: MC-299


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STRUCTURAL AND HYPERFINE COMPARATIVE STUDY OF BALL-MILLED AND ARC-MELTED Fe50Cr50 ALLOYS G. Y. Vélez1*, G. A. Pérez Alcázar1, Ligia E. Zamora1 and J. A. Tabares1 1

Departamento de Física: Grupo de Metalurgia Física y Teoría de las Transiciones de Fase, Universidad del Valle, A. A. 25360, Cali, Colombia * [email protected]

Abstract . In this work we make a structural and hyperfine comparative study of the Fe50Cr50 stoichiometric alloy obtained for two different techniques, mechanical alloying and arcmelting. Both alloys were heated to 650 ºC for 7 days, quenched into ice water and then mechanically alloyed for different milling times. Before heat treatment the two alloys exhibit Fe-Cr BCC structure and ferromagnetic behavior similar, after treatment, in the alloy obtained by mechanical alloying, the BCC structure is completely transformed into the ordered structure σ Fe-Cr, whereas that in the alloy obtained by melted this transformation is partial. The mechanical alloying realized in the last stage affect notoriously the structure σ Fe-Cr, for 2 hours of milling the structure is completely disordered, subsequently transformed into BCC Fe-Cr phase, and disappears at 16 hours of milling.

Archivo: MC-300

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ESTUDIO DE PRIMEROS PRINCIPIOS DE LAS PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y ELECTRÓNICAS DEL Pd3Sn Gabriel Andrés Fonseca*, Miguel Ricardo Sierra Departamento de Ciencias Básicas: Grupo de Materia Condensada y Nanosistemas, Universidad de los Llanos *[email protected] Las propiedades estructurales y electrónicas del compuesto intermetálico Pd3Sn en su fase de cristalización Pm3m, son estudiadas utilizando el método de ondas planas a través de pseudopotenciales, dentro del formalismo de la teoría del funcional densidad (DFT). El potencial de intercambio y correlación es tratado con la aproximación de gradiente generalizado dentro del esquema de Perdew, Burke y Ernzerhof (GGA-PBE). Las propiedades calculadas para el sólido incluyendo constantes de red, modulo de volumen y su derivada con la presión están en gran acuerdo con los datos experimentales, la estructura de bandas y densidad de estados electrónicos DOS explican el origen de la conducción del Pd3Sn.

Archivo: MC-301


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ESTUDIO DE LA DEPENDENCIA DEL CICLO DE HISTERESIS EN UN MATERIAL FERROMAGNETICO CON IMPUREZAS Niebles R. F1, Ghisay R. A.2, E. Caballero B. E1* 1

Departamento de Física: Grupo de Espectroscopia y Optoelectrónica, Universidad del Atlántico 2 Departamento de Física: Grupo de Geofísica, Universidad del Atlántico 3 Departamento de Física: Grupo de Instrumentación y Metrológica, Universidad de Atlántico *[email protected] RESUMEN

Se implementa el modelo de Ising con condiciones de frontera periódica, se usa el algoritmo metrópolis del método Montecarlo para estudiar la curva de histéresis en sistemas compuesto por partículas ferromagnéticas manométricas con diferentes grados de concentración de impurezas en el material. De los resultados obtenidos, se observa una dependencia en la curva de histéresis con respe grado de concentración de impurezas.

Archivo: MC-302

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Raman, In-situ XRD high temperature structural study and phase transformation of proton conduction in BaCe0.95Y0.05O3- and BaCe0.95Yb0.05O3- perovskites δ

δ

S.Nieto1*, L.Fuentes-Cobas2, R. Polanco1, and R. Roque-Malherbe1 1

Instituto for Physical Chemical Applied Research, School of Science, Univiersity of Turabo, PoBox 3030, Gurabo PR 00778-3030, USA. 2 Advanced Materials Research Center, Complejo Industrial Chihuahua, Miguel de Cervantes 120, Chihuahua 31109, México *Email del Autor correspondiente: snieto2 @suagm.edu

Abstract

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BaCe0.95Yb0.05O3 and BaCe0.95Y0.05O3 proton conducting perovskites (PCPs) powders were synthesized applying the standard solid-state reaction method. The produced materials were studied by in situ high temperature XRD. The Pawley whole powder pattern decomposition of the XRD powder profiles obtained in vacuum at 300, 773, 873, 973, 1073, 1173 and 1273 K indicated that both PCPs at 300 K shows the Pnma orthorhombic framework; from 773 to 1073 K present the R-3̄c rhombohedral space groups and at 1173 and 1273 K was observed the Pm-3m cubic space group. These results indicated that both materials displays the same phase transformation sequence reported in literature for BaCeO3. Meanwhile, the absorption of hydrogen at 1273 K was studied by in situ high temperature XRD diffraction under hydrogen flow. The Rietveld refining of the in situ XRD profiles under H2 diffusion at 1273 K, exhibited a cell expansion (Δa) of the cubic structure of both PCPs. We suppose that this cell expansion is the result of the location of the proton, resulting after the release of the electron by the H atom during proton conduction, near the PCP oxide anion in the perovkite framework. The produced materials also were studied by in situ high temperature Raman spectrometry from 300 to 1373 K. The phase transformations occurring in both PCPs were followed with the help of the changes with temperature of the half-width at half maximum, the amplitude and the wavenumber of the Raman bands. The obtained results are consistent with the phase transformations observed for BaCeYbO3 , but as far as we know, this study has not been made for BaCe0.95Yb0.05O3

Archivo: MC-303


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CHARGE DISTRIBUTION AND ELECTRIC FIELD INSIDE AND AROUND CRATER-LIKE QUANTUM-DOT WITH CAPTURED ELECCTRON

K. L. Cristiano-Rodríguez1* and F. A Rodríguez-Prada1 1


In recent years quantum dots (QDs), which confine electrons and holes inside the region with crater-like geometry giving rise to a discrete energy spectrum typical for quasi-onedimensional systems, have attracted considerable interest. Particularly, a residual charge in n-type modulation doped self-assembled QD offers the possibility to control individual excitations, either charge or spin, originating a new field of quantum information processing in a semiconductor environment. Additionally, a stronger confinement of carriers in a crater-like QD than in other type of QDs can greatly enhance the energy differences between the two lowest-lying electron states and more excited states, favoring the identification of the quasi-two-level system required for quantum computation purposes. Prompted by the important role of single one-electron crater-like QD in nanotechnology, we present in this paper a theoretical study on the charge and the electric field distribution inside and around the structure for the ground and some low-lying excited states. To this end we consider an exactly solvable 3D model of one-electron axially symmetrical crater-shaped QD in form of a thin layer whose thickness linearly increases with withdrawing from the symmetry axis. We show that the Schrödinger equation for such structure is separated in the adiabatic approximation and its solution can be found analytically. Once the wave functions of the electron for different states are defined the electric potential distribution around of this structure then can be calculated directly. Novel contour plots for the density of charge distribution inside the QD and the electric field distribution outside them for different crater-shaped dot widths, heights and radii and for several lower energy levels are presented.

Archivo: MC-304

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ESTUDIO DE LA CONDUCTIVIDAD IÓNICA DEL AgI DOPADO CON NANOPARTÍCULAS DE ZrO2 J. Onofre 1*, R. A.Vargas1, y J. E. Diosa1 1

Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali (Colombia) * [email protected]

Resumen

El estudio de la conductividad iónica del sistema AgI dopado con nanopartículas de ZrO2 usando técnicas experimentales de calorimetría de barrido diferencial (DSC), espectroscopia de Impedancias (IS) y difracción de Rayos X en el rango de temperatura 30ºC – 170ºC y en el rango de frecuencias 25 Hz - 5 MHz presenta un comportamiento tipo Arrhenius en la dependencia de la conductividad dc con la temperatura. Tres fases del AgI en las compositas, dos fases cristalinas con temperaturas cercanas a la transición β-α y una fase amorfa. Los espectros de impedancia se modelaron utilizando circuitos equivalentes obteniendo una buena concordancia con los datos experimentales. El comportamiento de la conductividad dc, muestra una disminución en el salto abrupto del AgI en las compositas en la temperatura de transición y solo para temperaturas inferiores a 130ºC para la concentración x=0.7 un incremento de alrededor de 2 órdenes de magnitud por encima del AgI.

Archivo: MC-305


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Efectos de temperatura y concentración de La en la forma del fonón óptico transversal A1 en el sistema PbTiO3. M. R. Joya.(1)*, J.J.Barba-O(1), P.S.Pizani (1) Universidad Nacional de Colombia Bogotá. Departamento de Física,Colombia (2)Universidade Federal de São Carlos, Departamento de Física, SP, Brasil

Resumen La transición de fase estructural de ferroeléctrica para paraeléctrica fue estudiada por dispersión Raman

en la cerámica titanato de plomo (PbTiO3) dopada con lantano ( La). El modo

vibracional A1 contiene algunos sub-picos que se han asociado en la literatura a la concentración en PbTiO3 con (Ca, Ba), y a efecto de altas temperaturas a medida que se acerca a la temperatura de Curie (Tc). Este nuevo estudio Raman demuestra que el comportamiento anómalo del modo A1 no solo es causado por efectos de concentración de La o temperatura cerca a Tc, sino por anarmonicidad y defectos existentes en la red termodinámicamente inevitable en el PbTiO3. Este efecto fue estudiado en un amplio rango de temperaturas desde 10k hasta Tc en cada muestra (La=0, 5, 10,15 y 20%), mostrando que el efecto no depende solamente de las altas temperaturas en el PT puro.

Archivo: MC-306

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AG ASTROFÍSICA Y GRAVITACIÓN

ANÁLISIS DE AGUAS Y PROTOCOLO DE PURIFICACIÓN PARA WCD EN LA COLABORACIÓN LAGO Ávila E.4 , Calderón R. 1,2,6, Hernández H. 1,2,3,6, Núñez L. A.1,2,3,6, Quitián H. M.1,2,4,6* , Sanabria J. D.2,5,6 , Sarmiento C. A. 1,2,6, Suarez M. 1,2,6 ,Torres L.1,6** 1 Grupo Halley, de Astronomía y Ciencias Aeroespaciales Universidad Industrial de Santander Bucaramanga, Colombia 2 Grupo de Investigaciones en Relatividad y Gravitación (GIRG) Universidad Industrial de Santander Bucaramanga, Colombia 3 Centro Nacional de Cálculo Científico, Universidad de Los Andes, (CECALCULA) Corporación Parque Tecnológico de Mérida, Mérida, Venezuela 4 Escuela de Química, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia 5 Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia 6 Colaboración LAGO *[email protected] Detectores Chrenkov en agua (WCD) colocados en altura ofrecen una oportunidad para la detección de destellos de rayos gamma de alta energía. La colaboración LAGO (por Large Aperture Gamma Ray Burst Observatory) tiene como objetivo la detección de rayos gamma mediante la instalación de WCD, ubicados en alturas de Argentina, Bolivia, Perú, Colombia, Venezuela, Guatemala y México. En ellos se utiliza la radiación Cherenkov para detectar la traza de partículas cargadas de alta energía en el agua contenida en el detector. Esta radiación es registrada por un tubo fotomultiplicador (PMT) y amplificada por una electrónica de alta velocidad de muestreo. El agua que se emplea debe ser microbiológica y bacteriológicamente pura y transparente a la radiación en el rango de longitudes de onda de operación del PMT. Los diferentes métodos de purificación utilizados por la colaboración LAGO son muy poco sistemáticos y dependen del criterio y la intuición de los investigadores en las distintas instalaciones. A partir del análisis fisico-químicos en muestras de agua de Lima-Perú, Mérida-Venezuela, Guatemala-Guatemala y Bucaramanga-Colombia, presentamos un protocolo que permite garantizar una pureza estandarizada para estas instalaciones LAGO.

Archivo: AG-001

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DISTRIBUCIÓN DE MATERIA Y DINÁMICA ESTELAR EN GALAXIAS ANULARES Juan David Jurado Buch1, Alejandro Pérez Riascos1,2* Departamento de Física, Universidad de Nariño, Pasto. 2 Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México, México, D.F. *Email: [email protected] 1

RESUMEN .

En este trabajo se estudian las orbitas que describen las estrellas en galaxias anulares. Inicialmente se introduce un modelo que reproduce las observaciones reportadas para la distribución de materia de la galaxia anular conocida como: Objeto de Hoag. A partir de este modelo de la distribución de materia, se establecen las ecuaciones para la dinámica estelar y se resuelven numéricamente con el fin de describir las orbitas estelares por medio de secciones de Poincaré. En el Objeto de Hoag el centro del núcleo galáctico coincide con el centro del anillo, sin embargo, existen otras galaxias como la AM 0644-741 que no cumplen con esta característica. En este trabajo se estudian estos casos no simétricos, los resultados obtenidos muestran que para estas galaxias la dinámica estelar es caótica. Finalmente, se explora el efecto que tiene la rotación de la galaxia sobre la dinámica estelar.

Archivo: AG-002


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EL PRINCIPIO HOLOGRÁFICO Y LA ENERGÍA OSCURA A. OLIVEROS1*, L. N GRANDA2 1

UNIVERSIDAD DEL VALLE-SEDE TULUÁ A.A 282013 TULUÁ-COLOMBIA 2 DEPARTAMENTO DE FÍSICA: GRUPO DE GRAVITACIÓN, UNIVERSIDAD DEL VALLE A.A 25360 CALI-COLOMBIA * [email protected] RESUMEN

En el presente trabajo, se estudia el problema de la energía oscura del universo cuya existencia ha sido conjeturada a partir de una amplia evidencia observacional. Este problema hasta ahora no se ha podido resolver dentro del contexto de la cosmología estandar. Uno de los acercamientos al problema de la energía oscura lo constituye el principio holográfico, el cual se considera como un principio fundamental de una futura teoría de la gravitación cuántica. En este sentido, se muestran en este trabajo las diferentes propuestas de cortes infrarrojos para la densidad de energía oscura holográfica utilizados hasta ahora en la literatura y principalmente el introducido por nosotros en: L.N Granda and A. Oliveros, Phys. Lett. B, 669, 275 (2008). También se analiza este último modelo en el contexto de las teorías tensor-escalares de la gravitación, con el propósito de analizar la posibilidad de obtener un regimen de expansión acelerado del universo en tiempos tardíos.

Archivo: AG-003

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UNA POSIBLE ESTRUCTURA PARA ASOCIACIONES PROGENITORAS DEL GRUPO LOCAL

Autores

Alejandro Casallas, Rigoberto Casas Departamento de Física: Grupo de Astrofísica, Universidad Nacional de Colombia Email: [email protected]

RESUMEN .

El sistema de satélites de la Vía Láctea ha sido objeto de numerosos estudios tendientes a describir la formación, distribución y evolución de las galaxias que lo componen, así como la interacción de estos satélites con la galaxía anfitriona. Diversos escenarios han sido planteados para estudiar la formación de dicho sistema, pero hasta hoy el problema contínua abierto. Uno de los escenarios propuestos para explicar la formación del DoS sugiere que las galaxias asociadas al sistema de satélites provienen de la desintegración de una agrupación cercana de galaxias enanas, dando forma al sistema de DoS a partir de la interacción de las galaxias pertenecientes a la agrupación con el potencial de la galaxia dominante (en este caso la Vía Láctea). En esta charla exploramos la posible estructura de la agrupación arriba mencionada tomando como referente el comportamiento de las galaxias pertenecientes al grupo local así como la distribución del sistema de satélites de la Vía Láctea.

Archivo: AG-004


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INFLACIÓN DE HIGGS CON ACOPLAMIENTO CINÉTICO NO-MÍNIMO A LA GRAVEDAD

Jairo A. Alzate Trujillo, César A. Valenzuela-Toledo Departamento de Física: Grupo de Gravitación y Cosmología, Universidad del Valle. Email: [email protected] Se estudia un modelo cosmológico donde se propone como responsable de la inflación al campo escalar del boson de Higgs del modelo estándar de las partículas elementales, incluyendo un acoplamiento cinético no-mínimo a la gravedad. Este modelo presenta una etapa inflacionaria del tipo de rodadura lenta y resuelve los problemas usuales que presentan algunos modelos inflacionarios conducidos por el bosson de Higgs, tales como, el inconveniente que se presenta con el parámetro de auto-interacción del campo en el modelo con acoplamiento mínimo a la gravedad y los problemas de no-renormalización que presenta el modelo con un acople no mínimo.

Archivo: AG-005

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EL MECANISMO DEL UNIVERSO RELAJADO: POSIBLE SOLUCIÓN DINÁMICA Y LIBRE DE AJUSTES FINOS AL VIEJO PROBLEMA DE LA CONSTANTE COSMOLÓGICA

José F. Rodríguez1*, Yeinzon Rodríguez1,2 1

Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander, Ciudad Universitaria, Bucaramanga 680002, Colombia 2 Vicerrectoría de Ciencia, Tecnología, e Innovación, Universidad Antonio Nariño, Cra 3 Este # 47A – 15, Bogotá D.C. 110231, Colombia *[email protected]

Las contribuciones a la energía de vacío en presencia de la gravedad corresponden, por un lado, a la presencia de una constante cosmológica “desnuda” Λ y, por otro lado, a la energía del estado base de los campos de materia presentes en la acción. Al comparar el valor deducido para esta energía a partir de las observaciones cosmológicas con el correspondiente al vacío electrodébil, se observa una diferencia de 55 órdenes de magnitud. Al intentar establecer una concordancia entre estos dos valores, es necesario realizar un ajuste fino en Λ de tal manera que se cancele la enorme discrepancia. La imposibilidad de evitar que la contribución de los campos de materia altere significativamente la constante cosmológica “efectiva” sin un ajuste fino es lo que se denomina el viejo problema de la constante cosmológica. Distintas interpretaciones a Λ se han planteado, tales como su reemplazo por un campo escalar; sin embargo, tales interpretaciones no resuelven en realidad el viejo problema de la constante cosmológica. Se presentará en esta charla una aproximación alternativa a la solución del problema, en donde Λ es complementada por un término originado a partir de modificaciones en la gravedad. La modificación se realiza mediante la introducción de un funcional f ( R, G) que involucra el invariante de GaussBonnet G . El término nuevo en las ecuaciones de campo puede ser interpretado como un fluido cósmico con una ecuación de estado inhomogénea, el cual relaja el valor de Λ eff de manera dinámica, sin la introducción de ajustes finos, y reproduciendo satisfactoriamente la cosmología estándar.

Archivo: AG-006


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DESORPTION OF IONS FROM PYRIMIDINE ICE DUE TO X-RAY INTERACTION

Heloísa M. Boechat-Roberty1*, Edgar Mendoza1, Guilherme C. Almeida2, Diana Andrade3, Wania Wolff 4 and Maria Luiza Rocco2 *1

Observatório do Valongo, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil 2 Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 21941-909, Rio de Janeiro, RJ, Brazil 3 Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento, UNIVAP, 12244-000, São José dos Campos, SP, Brazil 4 Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 21941-909, Rio de Janeiro, RJ, Brazil *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

The nucleobases, which form the RNA and DNA, are nitrogen heterocycles molecules derived from the pyrimidine (C4H4N2) and purine (C5H4N4). Such compounds are the building blocks of the genetic material used by living organism at the Earth. These compounds were detected in

meteorites type carbonaceous chondrites and were being searched in stellar formation regions such as Sgr B2(N), Orion KL and W51. In low temperatures regions, molecules are condensed on the grain surface forming a mantle icy that are subjected to the stellar radiation field that induces the ionization, dissociation and photodesorption processes. The abundance of molecular specie depends on the formation rate, destruction rate and desorption rate. Ionization, dissociation and desorption of pyrimidine in condensed phase by soft X-ray were experimentally investigated. These measurements were performed at the Brazilian Synchrotron Light Source (LNLS), operated in the single-bunch mode, employing X-ray photons at energies around N1s (400 eV) resonances. Mass spectra of ionic fragments desorbed from pyrimidine ice were obtained using the time-of-flight mass spectrometry (TOF-MS). The photodesorption yields (ions photons-1) and ion yields (cm-3 s-1) were correlated to the ion production in TW Hydra protoplanetary disk.

Archivo: AG-007

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Estudio de la Estructura Fractal de la Distribución de Materia a Gran Escala en el Universo Fractal Structure Study of the Large Scale Matter Distribution in the Universe

*César A. Chacón Cardona1,2, **Rigoberto A. Casas Miranda1 1

Grupo de Astrofísica, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá 2 Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá *[email protected]

**[email protected]

Resumen .

Se presenta uno de los temas fundamentales de la cosmología contemporánea; el estudio de la estructura fractal de la distribución de materia dentro del agrupamiento galáctico. En el presente artículo se exponen los fundamentos físicos más importantes de la cosmología fractal, comenzando con cálculos recientes de la dimensión fractal en el agrupamiento de galaxias en profundidades cercanas a los 100 Mpc/h donde no se presenta aún transición a la homogeneidad, datos que constituirían una violación por lo menos local, del Principio Cosmológico. Finalmente, se muestran los cálculos de dimensión fractal, lacunaridad y multifractalidad en la distribución de halos de materia oscura del proyecto Millennium II, simulación cosmológica de N-cuerpos con 1010 partículas que interactúan gravitacionalmente, así como los cálculos fractales correspondientes sobre el catálogo de galaxias del proyecto SDSS (Sloan Digital Sky Survey) en su octava liberación de datos con 930.000 galaxias disponibles.

Archivo: AG-008


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INFLACIÓN A PARTIR DE CAMPOS DE GAUGE NO ABELIANOS

Carlos M. Nieto1*, Yeinzon Rodríguez1,2 1


Después de la propuesta de Alan Guth sobre la existencia de una era temprana en la cual el universo se expandió exponencialmente, muchos modelos de expansión acelerada han sido estudiados. Pensar en un campo escalar primordial corresponde, en general, al modelo más conocido; sin embargo, la ausencia de un campo escalar fundamental descubierto dentro del Modelo Estándar de Partículas Elementales ha provocado que los mecanismos inflacionarios se extiendan al uso de campos vectoriales (CVs). El uso de este tipo de campos no altera la homogeneidad e isotropía del espacio si se hace una adecuada escogencia de ellos, tanto en número como en orientación, e.g., tres CVs de la misma norma y mutuamente ortogonales. La anterior escogencia, desafortunadamente, proviene de un ajuste fino. Nace entonces el interés de usar CVs de Gauge en el marco de las teorías de Gauge No Abelianas. En este trabajo, se considera una teoría de Gauge SU(2) con tres CVs cuya acción es invariante ante transformaciones SU(2). Se pretende obtener inflación del tipo Slow-Roll y un fondo homogéneo e isótropo. Efectuando un ansatz sobre la forma de los campos y usando el homeomorfismo existente entre los grupos O(3) y SU(2), se preservan las simetrías translacional y rotacional. A su vez, se escoge una acción de YangMills y acoplamientos mínimos a la gravedad, más un término adicional no estándar el cual conduce a una exitosa dinámica inflacionaria del tipo Slow-Roll. Así, se observa que es posible producir inflación con campos vectoriales cuya naturaleza no es ajena a los campos experimentalmente conocidos.

Archivo: AG-009

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COSMOLOGIA DE MEMBRANAS BAJO DATOS DE SN Ia

Alexander Moreno Sánchez1 1

Observatorio Astronómico Nacional: Grupo de Gravitación y Cosmología, Universidad Nacional de Colombia [email protected]

RESUMEN

Se estudia el modelo cosmológico de membranas o de braneworld, en particular el modelo cosmológico de una membrana llamado modelo Randall-Sundrum tipo II, se considera un contenido de materia no relativista, y bajo esta consideración se obtienen relaciones y parámetros cosmológicos relevantes. Haciendo uso de datos como corrimiento al rojo, magnitud aparente, incertidumbres, obtenidos del conjunto de datos de Supernovas tipo Ia suministrados en la base de datos de A. G. Riess, y mediante la incorporación del método de máxima verosimilitud (máximum likelihood) se obtienen restricciones y ajustes para las relaciones y parámetros cosmológicos de interés. Se muestran algunas gráficas y regiones de confianza del 68% y 95% y de especial interés se muestra la curva correspondiente al parámetro de desaceleración del universo la cual exhibe una predicción, bajo este modelo, un poco mejor que la obtenida bajo el modelo de la cosmología estándar. El análisis numérico y los gráficos desarrollados fueron realizados por un código escrito en el programa Mathematica V4.0, el cual incorpora datos, modelo teórico y la técnica de máximum likelihood.

Archivo: AG-010


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DISTRIBUCIÓN ESTACIONARIA DE MATERIA Y PARAMETRIZACIONES DE CLEBSH PARA GASES GRAVITACIONALES EN ROTACIÓN. Juan David Jurado Buch1*, Alejandro Pérez Riascos2 Departamento de Física, Universidad de Nariño, Pasto 2 Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México, México, D.F. *Email: [email protected] 1

RESUMEN En este trabajo se estudian gases gravitacionales y su distribución de materia utilizando mecánica de fluidos. Teniendo en cuenta que el número total de estrellas en una galaxia típica es del orden de 1013-1014, es razonable modelar las partículas de una galaxia como un gas. De esta manera, para estudiar un gas gravitacional tridimensional en rotación se utilizan las ecuaciones fundamentales de la mecánica de fluidos: la ecuación de continuidad y la de Navier-Stokes. Con el fin de solucionar este conjunto de ecuaciones no lineales en derivadas parciales se considera una configuración estática del gas gravitacional y la conservación del momento angular asociado a la rotación de la estructura. Esto permite utilizar las parametrizaciones de Clebsh para encontrar soluciones estáticas y en particular la distribución estacionaria de materia en el gas gravitacional. Los resultados obtenidos dan características de la estructura de gases gravitacionales en rotación como es el caso de las galaxias anulares.

Archivo: AG-011

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A CONSISTENCY RELATION BETWEEN THE LEVELS OF NONGAUSSIANITY IN THE BISPECTRUM AND TRISPECTRUM OF ζ AND THE LEVEL OF STATISTICAL ANISOTROPY

César A. Valenzuela-Toledo1*, Yeinzon Rodríguez2,3, Juan P. Beltrán Almeida2

1

2

Departamento de Física, Universidad del Valle,

Ciudad Universitaria Meléndez, Santiago de Cali 760032, Colombia Vicerrectoría de Ciencia, Tecnología, e Innovación, Universidad Antonio Nariño, Cra 3 Este # 47A – 15, Bogotá D.C. 110231, Colombia 3 Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander, Ciudad Universitaria, Bucaramanga 680002, Colombia *[email protected]

A few years ago, a consistency relation involving the levels of non-gaussianity in the bispectrum (fNL) and the trispectrum (τNL) of the primordial curvature perturbation ζ was established, based on the δN formalism, for scalar multi-field models of inflation. Such a consistenty relation, originally worked out at tree-level, was extended quite recently to the one-loop level, and its importance as a discriminator for inflationary models based on scalar fields was strongly remarked. In the present work, we show advances in the determination of an analogous consisteny relation in the case where one scalar and one vector field play leading roles in the inflationary dynamics. Of course, due to the presence of vector field perturbations, a significant level of statistical anisotropy may be present in these models. We work out the full tree-level and one-loop contributions to the spectrum, bispectrum, and trispectrum of ζ, and try to establish a consistency relation between fNL, τNL, and the level of statistical anisotropy g ζ using only the isotropic tree-level contributions.

Archivo: AG-012


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THE ERGODIC THEOREM IN COSMOLOGY: FOUNDATIONAL ROOTS OF A SCIENTIFIC THEORY UNDER TENSION

Yeinzon Rodríguez1,2

1

Vicerrectoría de Ciencia, Tecnología, e Innovación, Universidad Antonio Nariño, Cra 3 Este # 47A – 15, Bogotá D.C. 110231, Colombia 2 Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander, Ciudad Universitaria, Bucaramanga 680002, Colombia *[email protected]

According to the scientific theory that describes the origin and history of the Universe, Cosmology, the quantum mechanical processes during inflation were the seeds for the formation of the large-scale structure we see today and the anisotropies in the temperature of the cosmic microwave background radiation (CMB) we may now explore. We have a firmly established theory for explaining data, and we also have now access to data with unprecedented precision. However, how can we compare theory and observation if, from the ensemble of systems required to interpret the predictions of quantum mechanics, we have access to just one element: our own Universe? Of course, the foundational roots of Cosmology as a scientific theory would be in ruins if it was not for the Ergodic Theorem: if the probability distribution function for the perturbations in the measured quantities is homogeneous (what is called statistical homogeneity), the statistical properties of the ensemble can be found by studying the statistical properties of just one element of it. In this talk I will discuss the present tension in the foundational roots of Cosmology in view of the recent hints of a hemispherical anisotropy in the CMB: an anomaly which might only be explained by invoking statistical inhomogeneity.

Archivo: AG-013

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ON THE CONTINUITY OF THE ELECTROMAGNETIC POTENTIAL THROUGH STATIC RELATIVISTIC THIN DISCS

Antonio C. Gutiérrez-Piñeres1*, Guillermo A. González2, and Cinthia V. Chaparro-Olaya3

1

Facultad de Ciencias Básicas, Grupo de Gravitación y Matemática Aplicada, Universidad Tecnológica de Bolívar 2

3

Escuela de Física, Grupo de Investigación en Relatividad y Gravitación, Universidad Industrial de Santander

Escuela de Química, Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular, Universidad Industrial de Santander 1*

[email protected]

Although the Einstein-Maxwell equations for static and stationary discs have received much attention, the problem of a discontinuous electromagnetic potential through a spacelike hypersurface was not considered before, as far as we know. But the EinsteinMaxwell equations admit thin disc solutions with a discontinuous electromagnetic potential across a hypersurface analogously to the field of dipole layers in classical electromagnetism. We will point this out by explicitly constructing such a solution using Ernst's complex potential formalism in oblate spheroidal coordinates. In particular, a solution possessing discontinuous magnetic potential, a Morgan and Morgan-like disc, is presented.

Archivo: AG-014


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MODELOS RELATIVISTAS DE DISCOS DELGADOS AXIALMENTE SIMÉTRICOS INMERSOS EN UN HALO CON CAMPO ELÉCTRICO Guillermo A. González V, Liliana Gómez López* Escuela de Física, Grupo de Investigación en Relatividad y Gravitación, Universidad Industrial de Santander. * [email protected]

Se presenta una familia de modelos relativistas de discos delgados infinitos inmersos en un Halo con campo eléctrico. Los modelos se obtienen a partir de soluciones de las ecuaciones de Einstein-‐ Maxwell para un espacio-‐tiempo conformestático axialmente simétrico y considerando el cuadrivector potencial con una única componente eléctrica. Para tal fin, se elije un sistema de coordenadas correspondiente a la geometría de la fuente y se consideran soluciones en las cuales la primera derivada del tensor métrico presenta una discontinuidad finita a través de un disco delgado de radio infinito. Dada una solución con las propiedades anteriores, se obtienen el tensor de momentum-‐energía y la densidad de corriente, tanto para el Halo como para la distribución superficial de materia, por medio del formalismo necesario de las ecuaciones de Einstein-‐Maxwell en términos de distribuciones tensoriales. Para analizar el comportamiento físico del modelo, se imponen sobre el tensor de momentum-‐energía las condiciones de energía usuales, de tal manera que se obtiene un sistema de ecuaciones cuya solución se puede expresar en términos de una función auxiliar, solución de la ecuación de Laplace.

Archivo: AG-015

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SIMULACION EN DETECTORES DE AGUA CHERENKOV PARA LAGO-COLOMBIA Y LAGO-VENEZUELA

Calderón A. R 1*, Hernández, H. 4, Núñez, L.A. 1,2,5, Perez F. Y4, Quitian. H1,3, Sanabria J. D5 , Sarmiento C. C1 y Suarez D. M1 1

Grupo Halley de Astronomia y Ciencias Aeroespaciales, Escuela de Física Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga-Colombia 2 Centro Nacional del Cálculo Científico, Universidad de Los Andes, Mérida .Venezuela 3 Escuela de Quimica, Universidad Industrial de Santander, , Bucaramanga-Colombia , 4 Departamento de Física, Universidad de los Andes Mérida .Venezuela 5 Grupo de Investigaciones en Relatividad y Gravitación GIRG Escuela de Física Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga-Colombia * [email protected]

Resumen .

En este trabajo presentamos un conjunto de simulaciones computacionales para detectores de agua Cherenkov (WCD) utilizados por la Colaboración LAGO (por Large Aperture Gamma Ray Burst Observatory) en sus instalaciones de Colombia y Venezuela. Estas simulaciones sirven de referencia para determinar la respuesta del detector al paso de diferentes tipos de partículas para distintas energías de incidencia. Para realizar las simulaciones se empleó el software LAGOSYM, una adaptación del sofware EASYSIM utilizado en el proyecto AUGER. Este sitema permite simular la electrónica del detector además de la propagación de la radiación Chrenkov en el medio. Se obtienen histogramas sintéticos que representan la cantidad de pulsos y la carga depositada en el detector. A partir de estos resultados se comparan con los registros experimentales. De esta comparación se estiman el índice de refracción del tanque, la calidad de la cubierta difusora del detector y la absorción del agua en el rango de sensibilidad del fototubo. Este anális se efectuó para los WCD de las instalaciones LAGO Colombia y LAGO Venezuela, Obteniendo como resultados significativas absorciones para muones de baja energía producto de la impurezas en el agua que se reflejan en un elevado índice de refracción. Finalmente se generan recomendaciones para mejorar la eficiencia de los WCD. Se pretende extender este estudio a las otras instalaciones de la Colaboración LAGO

Archivo: AG-016


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NO GAUSSIANIDAD PRIMORDIAL EN MODELOS COSMOLÓGICOS CON RECALENTAMIENTO INHOMOGÉNEO

Víctor A. Pulido1*, Yeinzon Rodríguez1,2 1


En este trabajo se considera el escenario del recalentamiento inhomogéneo, el cual asume una razón de decaimiento Γ inhomogénea para el inflatón, cuyo origen corresponde a acoplamientos efectivos λ dependientes de campos escalares ligeros los cuales fluctúan en el espacio. De esta manera la perturbación primordial en la curvatura ζ es generada durante el recalentamiento, independientemente de la contribución debida al mecanismo inflacionario estándar. Por tanto en este escenario, son los campos escalares ligeros y no el inflatón, los responsables de la generación de estructura a gran escala, y el inflatón es relegado a encargarse solamente de producir la expansión acelerada. Utilizando el formalismo δN se hallan los niveles de no gaussianidad para modelos basados en este mecanismo, bajo la suposición de decaimiento repentino, y de esta manera se evalúan el espectro, biespectro y triespectro de ζ. Se estudian las condiciones bajo las cuales los niveles de no gaussianidad encontrados son lo suficientemente grandes como para ser detectados en los experimentos satelitales que miden la temperatura de la radiación cósmica de fondo y por las observaciones de estructuras a gran escala.

Archivo: AG-017

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FUNDAMENTOS RELATIVISTAS EN LOS MODERNOS SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO GLOBAL Ángel José Chacón Velasco, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, UPTC Escuela de Física Grupo Relatividad electrodinámica y Gravitación

RESUMEN En la actualidad los sistemas de navegación global por satélites (GNSS), en funcionamiento como sistemas de posicionamiento global son: el GPS (NAVSTAR) de los EEUU y el GLONASS en Rusia, ambos basados en la mecánica de Newton por la cual, dado que la tierra es un sistema no inercial de referencia, deben ser corregidos por sus efectos relativistas: el desplazamiento al rojo gravitacional del satélite, de campo gravitomagnético o Lense-Thirring producido por la rotación de la tierra, (relatividad general) , el desplazamiento Doppler de segundo orden, que surge por el movimiento del satélite y los efectos Sagnac (Relatividad especial). Presentamos en este trabajo las principales características del proyecto sistema de posicionamiento relativista SYPOR (Francia) que hará que el sistema Galileo (UE) sea un sistema relativista, exacto y autónomo y prescinda de las correcciones relativistas antes mencionadas.

Ángel José Chacón Velasco: [email protected] Sección: Gravitación Presentación: Oral

Archivo: AG-018


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SOBRE LA ENTROPÍA GRAVITACIONAL DE ENTANGLEMENT EN TEORÍA DE CUERDAS Walter Pulido1, José M. Rolando Roldán1* 1

Departamento de Física: Grupo de Altas Energías, Universidad de los Andes. *[email protected]; [email protected].

Se describe el estado de vacío global por el método de integrales de camino de KabatStrassler sobre una variedad plana con frontera espacial y una variedad curva con frontera nula. Con base en esta descripción se expone el entanglement en el marco de la teoría de cuerdas entorno a las teorías de campo dual, donde se discute el carácter térmico del vacío global, a partir de la generalización de la correspondencia AdS/CFT entendida como "gravedad/teoría de campos", buscando un acercamiento entre la descripción mecánicoestadística de los agujeros negros en teoría de cuerdas y en teoría de campos en variedades curvas.

Archivo: AG-019

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QUASI-FEYNMAN RULES FOR CALCULATING n-POINT CORRELATORS OF THE PRIMORDIAL CURVATURE PERTURBATION

Juan P. Beltrán Almeida1*, Yeinzon Rodríguez1,2, César A. Valenzuela-Toledo3

1

Vicerrectoría de Ciencia, Tecnología, e Innovación, Universidad Antonio Nariño, Cra 3 Este # 47A – 15, Bogotá D.C. 110231, Colombia 2 Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander, Ciudad Universitaria, Bucaramanga 680002, Colombia 3 Departamento de Física, Universidad del Valle,

Ciudad Universitaria Meléndez, Santiago de Cali 760032, Colombia *[email protected]

A diagrammatic approach to calculate n-point correlators of the primordial curvature perturbation ζ was developed a few years ago following the spirit of the Feynman rules in Quantum Field Theory. The methodology is very useful and time-saving, as it is for the case of the Feynman rules in the particle physics context, but, unfortunately, is not very well known by the cosmology community. In the present work, we extend such an approach in order to include not only scalar field perturbations as the generators of ζ, but also vector field perturbations. The purpose is twofold: first, we would like the diagrammatic approach (which we would call the quasi-Feynman rules) to become widespread among the cosmology community; second, we pretend to give an easy tool to formulate any correlator of ζ for those cases that involve vector field perturbations and that, therefore, generate important levels of statistical anisotropy. Indeed, the usual way of formulating such correlators, using the Wick's theorem, may become very clutter and timeconsuming.

Archivo: AG-020


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MODELO INFLACIONARIO SOPORTADO POR N-FORMAS

Jhon A. Rosero Gil, César A. Valenzuela-Toledo Departamento de Física: Grupo de Gravitación y Cosmología, Universidad del Valle. Email: [email protected]

Se analizará un modelo cosmológico, en el cual el periodo inflacionario es soportado por n-formas no-mínimamente acopladas a la gravedad, con el fin de ser consistentes se considerará un fondo homogéneo y anisótropo descrito por una métrica de Bianchi tipo I. Además, se estudirá la dinámica del modelo y las condiciones necesarias para que el monto de expansión anisótropa al final de inflación sea apreciable y consistente con las cotas observacionales más recientes.

Archivo: AG-021

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MODELOS RELATIVISTAS DE DISCOS DE POLVO AXIALMENTE SIMÉTRICOS EN PRESENCIA DE UN HALO CON CAMPO MAGNÉTICO

Diego A. Ballén-Daza1*, Guillermo A. González1, Antonio C. Gutiérrez-Piñeres2 1

Escuela de Física, Grupo de Investigación en Relatividad y Gravitación (GIRG), Universidad Industrial de Santander. 2 Facultad de Ciencias Básicas, Universidad Tecnológica de Bolívar. * E-mail: [email protected]

Se presenta una familia infinita de modelos de discos de polvo, axialmente simétricos e inmersos en un halo con campo magnético. Los modelos se obtienen a partir de soluciones de las ecuaciones de Einstein-Maxwell para un espaciotiempo conformestático y axialmente simétrico y considerando un cuadripotencial con una sola componente magnética en la dirección acimutal. Dado que el espaciotiempo es conformestático, el tensor métrico está caracterizado por una sola función métrica la cual, al igual que la componente magnética del cuadripotencial, presenta una discontinuidad en su primera derivada normal a través de un disco delgado. Utilizando las ecuaciones de Einstein-Maxwell, se obtienen las componentes del tensor de momentum-energía y del cuadrivector corriente, tanto para el halo como para el disco. Finalmente, se analizará el comportamiento físico del modelo, imponiendo sobre el tensor momentum-energía las condiciones de energía usuales de tal manera que se obtiene un sistema de ecuaciones diferenciales para la función métrica y la componente del cuadripotencial, las cuales pueden resolverse expresando éstas apropiadamente en términos de una función auxiliar solución de la ecuación de Laplace.

Archivo: AG-022


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CONTRIBUCIÓN DE LAS PERTUBACIONES EN CAMPOS VECTORIALES Y DE LA EXPANSIÓN ANISÓTROPA A LA GENERACIÓN DE ANISOTROPÍA ESTADÍSTICA EN LA PERTURBACIÓN PRIMORDIAL EN LA CURVATURA

Gabriel Gómez1*, Yeinzon Rodríguez1,2 1


Se presentan en esta charla las motivaciones teóricas que conllevan a estudiar un modelo inflacionario vectorial con expansión anisótropa prolongada, en donde el campo vectorial es, en general, masivo, y con acoplamientos con el inflatón en los términos cinético y de masa para el campo vectorial. El modelo sin masa, denominado de Watanabe, Kanno y Soda, es el primer modelo en su especie en ser libre de inestabilidades. Recientemente, y para esta misma clase de modelo, se ha considerado la posibilidad de incluir un término de masa para el campo vectorial lo cual igualmente excluye las inestabilidades. El estudio de este modelo será asistido con un análisis en donde se busca esclarecer y separar las contribuciones de la expansión anisótropa y aquélla asociada a la misma naturaleza de los campos involucrados (escalar o vectorial) a la generación de anisotropía estadística en la perturbación primordial en la curvatura. Hasta el momento, sólo se han estudiado las dos contribuciones por separado: expansión anisótropa caracterizada por un shear, despreciando las perturbaciones en el campo vectorial, o expansión isótropa con una producción anisótropa de partículas asociadas al campo vectorial. En el presente trabajo se desea considerar ambos efectos simultáneamente con el fin de determinar el nivel de anisotropía estadística el cual esté de acuerdo con los límites observaciones actuales.

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UNA MIRADA CONCEPTUAL HACIA LA HISTORIA DE LA GRAVEDAD John Fredy Salas Rodríguez 1 María Fernanda Rojas Ocampo 2 1

Docente Proyecto Curricular de Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. 2 Proyecto Curricular de Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. 403

*Email: [email protected] 196 640364

La gravedad es una manifestación de la naturaleza que ha intrigado al hombre desde siglos. Este trabajo pretende mostrar las diferentes interpretaciones que han surgido a lo largo de la historia acerca de este concepto. Partiendo de la visión Aristotélica basada en las características cualitativas de los cuerpos; pasando por las concepciones Newtonianas y la Teoría del Potencial, hasta llegar finalmente a los conceptos modernos como lo son la Teoría General de la Relatividad (T.G.R), la Física de partículas y la Teoría de Cuerdas.

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PRODUCCION DE PARTICULAS ASOCIADAS A UN CAMPO VECTORIAL MASIVO ES UN FONDO DE FRIEDMANN-ROBERTSON-WALKER (FRW) Andrés A. Navarro L.1*, Yeinzon Rodríguez G.1, 2 1

Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander, Ciudad Universitaria, Bucaramanga 680002, Colombia 2 Vicerrectoría de Ciencia, Tecnología, e Innovación, Universidad Antonio Nariño, Cra 3 Este # 47A – 15, Bogotá D.C. 110231, Colombia * [email protected]

El proceso de producción de partículas a la salida del horizonte durante inflación es similar al proceso de producción de partículas en el horizonte de sucesos en los agujeros negros. La creación de pares virtuales, lo que corresponde a las fluctuaciones cuánticas, se ve afectada por la expansión del universo, y los miembros de un par virtual se alejan grandes distancias más allá del horizonte de partículas (superhorizonte) en donde ya no es posible que se encuentren las partículas entre si y se aniquilen, convirtiéndose así en partículas reales. Lo anterior da lugar a las perturbaciones clásicas de los campos. Hasta el momento, se ha considerado que la perturbación primordial en la curvatura del universo se debe a la producción de partículas de un campo escalar adecuado, y por ende el mecanismo de producción de partículas se ha estudiado ampliamente. En este trabajo se considera la posibilidad de que la perturbación en la curvatura se deba a la producción de partículas de un campo vectorial masivo durante inflación. Se considera una acción de Einstein-Hilbert, en un fondo de FRW, en donde el término cinético y la masa del campo vectorial se encuentran acoplados al campo del inflatón. Se estudiara cuál debe ser la forma de estos acoplamientos de tal manera que los espectros asociados a las componentes transversales y longitudinales del campo vectorial sean invariantes de escala y, pro ende, coherentes con las observaciones.

Archivo: AG-025

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ACOPLAMIENTO CINETICO NO-MINIMO Y LA COSMOLOGIA DEL GAS DE CHAPLYGIN Luis Norberto Granda Departamento de Física: Grupo Gravitación, Universidad del Valle Email: ngranda @univalle.edu.co .

Se considera un campo escalar con términos cinéticos acoplados a la curvatura y al mismo campo escalar, como modelo de energía oscura. El campo escalar con este tipo de acoplamiento describe exitosamente diferentes modelos fenomenológicos de energía oscura, incluyendo el más importante, conocido como LCDM, como lo ha mostrado el autor en diferentes trabajos. Por otro lado, el gas de Chaplygin representa una alternativa ampliamente considerad en la literatura, como candidato a unificar los conceptos de materia oscura y energía oscura, como manifestaciones del mismo modelo en diferentes estados de evolución del Universo. Gracias al acoplamiento cinético, se pueden imponer ciertas restricciones al potencial que permiten resolver las ecuaciones cosmológicas y reconstruir el campo escalar que describe la dinámica cosmológica del gas de Chaplygin.

Archivo: AG-026


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Introducción a la gravedad modificada escalar-f(R)-Gauss-Bonnet en un universo De Sitter. Oscar Alejandro Taborda Pulgarin Departamento de Física: Grupo de Gravitación y teorías unificadas, Universidad Tecnológica de Pereira. [email protected] RESUMEN

Se hace una revisión corta de algunos modelos de gravedad modificada que se han estudiado hasta el momento y sus implicaciones en la cosmología actual, específicamente se determina si el modelo describe un universo en expansión acelerada, semejante a nuestro universo en las etapas tempranas despues de la gran explosión, pero que también explica la expansión acelerada actual del universo. Los primeros modelos a considerar son los de las teorías f(R), en los cuales el lagrangiano de Einstein-Hilbert de la Relatividad General, que es proporcional a la curvatura escalar R, es modificado por una función más general de este mismo parámetro. Dentro de las funciones f(R) a considerar están las de potencias de R y las de logaritmos de R. Posteriormente se estudiará el modelo de gravedad Gauss-Bonnet, que incluye el invariante de Gauss-Bonnet G, acoplado con un campo escalar y se resalta la posibilidad de un universo en expansión acelerada en este modelo. Es de especial interés la consideración de un universo De Sitter debido a la presunción de que el universo es de este tipo, es decir, un universo inflacionario que además, en la etapa actual se caracteriza por un crecimiento acelerado del parámetro de escala. Finalmente el trabajo se enmarca en el contexto de la investigación que se desarrolla actualmente dentro del grupo de investigación en gravitación y teorías unificadas de la Universidad Tecnologica de Pereira, como un caso que involucra los dos tipos de gravedad modificada mencionados anteriormente, en un solo modelo conocido como gravedad escalar-F(R)-Gauss-Bonnet, en el cual además del invariante de GB acoplado a un campo escalar, se considera una función arbitraria del escalar de curvatura R. Se estudiará un caso específico para esta función y se analizará la cosmología tipo De Sitter, esbozando finalmente algunas conclusiones acerca del modelo.

Archivo: AG-027

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MODELOS RELATIVISTAS DE DISCOS DELGADOS INMERSOS EN UN HALO DE MATERIA OSCURA EN PRESENCIA DE CONSTANTE COSMOLÓGICA Edgar A. Acosta Pinzón*, Guillermo A. González1 Escuela de Física, Grupo de Investigación en Relatividad y Gravitación (GIRG), Universidad Industrial de Santander. *

E-mail: [email protected]

Se presenta una familia infinita de modelos relativistas de discos delgados de polvo, axialmente simétricos, inmersos en un halo de materia oscura. Los modelos se obtienen a partir de soluciones de las ecuaciones de Einstein con constante cosmológica, considerando un espacio-‐tiempo conformestático y axialmente simétrico. Dado que el espacio-‐tiempo es conformestático, el tensor métrico está caracterizado por una sola función métrica, la cual presenta una discontinuidad en su primera derivada normal a través de un disco delgado. Utilizando las ecuaciones de Einstein, se obtienen las componentes del tensor momentum-‐energía, tanto para el disco como para el halo, a partir de las cuales se determinan las densidades de energía y presiones de los fluidos que conformarán estas dos regiones. Para analizar el comportamiento físico del modelo, se imponen sobre el tensor de momentum-‐energía las condiciones de energía usuales, de tal manera que se obtiene un sistema de ecuaciones cuya solución se puede expresar en términos de una función auxiliar, solución de la ecuación de Laplace.

Archivo: AG-028


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ESTUDIO DEL MODELO DE GRAVEDAD CUÁNTICA DE HORAVA-LIFSHITZ SIN INVARIANZA DE LORENTZ Y. Bonilla *, L. N. Granda Departamento de Física: Grupo de Gravitación, Universidad del Valle, A. A. 25360, Cali, Colombia * [email protected] En este trabajo se exponen aspectos fundamentales del carácter renormalizable de la teoría cuántica de campos para la gravedad, no relativista, propuesta por Petr Horava en el 2009 y conocida como Gravedad de Horava-Lifshitz (HL). Se estudian principalmente las ecuaciones de movimiento obtenidas de acuerdo con las invarianzas gauge del modelo, y se presta atención especial al flujo relativista del Grupo de Renormalización (GR) a z=1, en el infrarrojo (IR). Como una aplicación fundamental, se muestran las implicaciones en el caso de la métrica de FRW, para un universo homogéneo e isotrópico.

Archivo: AG-029

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MODELOS RELATIVISTAS DE DISCOS FINITOS DELGADOS PARA CUATRO GALAXIAS DEL CLUSTER DE LA OSA MAYOR Guillermo A. González1, Jerson I. Reina M.2 1

Escuela de físcia: Grupo de investigación en relatividad y gravitación, Universidad Industrial de Santander U.I.S. 2 Escuela de física: Grupo de investigación en relatividad y gravitación, Universidad Industrial de Santander U.I.S. *Email del Autor correspondiente: jersonreina @gmail.com Inicialmente se presenta un modelo de discos delgados finitos de cuatro galaxias en el cluster de la Osa Mayor. Los modelos son obtenidos por medio del método de Hunter y las soluciones particulares son escogidas de tal manera que la velocidad circular se ajuste con gran precisión a las curvas de rotación observadas en algunas galaxias espirales específicas. Además de la velocidad circular, analizamos otras dos cantidades importantes relacionadas con la cinemática de los modelos, la cual describe la estabilidad contra perturbaciones radiales y verticales de partículas en órbitas aproximadamente circulares. Nosotros presentamos modelos particulares para las galaxias NGC3877, NGC3917, NGC3949 y NGC4010 con los datos tomados de un reciente artículo publicado por Verheijen & Sancici (2001). Por otro lado, para estas mismas galaxias, se hace una interpretación relativista de los modelos mencionados anteriormente con la intención de comprobar si los efectos relativistas son necesarios para corregir las curvas de rotación y las inestabilidades que se presentan en ciertas regiones de las galaxias.

Archivo: AG-030


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Sobre el colapso gravitacional de nubes protoestelares enfriadas por radiación Ángel Rincón1, Carolina Bessega2, Nuri Hurtado3 1

Departamento de Física: Grupo de Relatividad General, USB Escuela de Física:Laboratorio de fenómenos no lineales, UCV 3 Escuela de Física: Centro de Física Teórica y Computacional (CEFITEC). Laboratorio de Física Teórica de Sólidos, UCV 2

[email protected] 2 [email protected] 3 [email protected]

Se estudia el problema del colapso de una esfera considerando el efecto gravitacional y difusivo. Por otra parte, se emplea un grupo de transformaciones autosimilares (ver Zel'dovich, Ya B., Raizer, Yu P. 1963. Physics of Shock Waves and High-Temperature Hydrodynamic Phenomena. 1967. New York: Academic. 2 vols. 916 pp) para lograr cambiar un problema de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales a derivadas ordinarias. Además, hemos utilizado una rutina Runge-Kutta de cuarto orden a fin de encontrar las funciones involucradas. En otro orden de ideas, se estudian algunas propiedades termodinámicas básicas con el objeto de entender qué sucede con la entropía del sistema y cuál es el efecto del término no lineal, presente en la ecuación de la conservación de la energía, en la aceleración radial de la esfera. Por otra parte, se estudió el espacio de solución del grupo de transformaciones de escala que es válida para nuestro problema concreto. Con este estudio se logra generalizar las soluciones para los problemas de colapso gravitacional considerados hasta ahora, pues no se hace ninguna suposición sobre el estado termodinámico inicial del sistema. Este trabajo retoma las ideas mostradas en Murakami, M., Nishihara, K., and Hanawa, T. (2004). Self-Similar Gravitational Collapse of Radiatively Cooling Spheres. , 607:879–889 , con la principal diferencia que hemos calculado explícitamente las ecuaciones necesarias para transformar el problema de un sistema de ecuaciones diferencial parciales a ecuaciones diferenciales ordinarias.

Archivo: AG-031

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LA DINAMICA DE NEWTON MODIFICADA (MOND) COMO ALTERNATIVA A LA HIPOTESIS DE LA MATERIA OSCURA Róbinson Acosta*1, Ubaldo Molina2, Erick Tuirán3 1 2

Departamento de Física: Partículas Elementales y Cosmología, Universidad del Atlántico Departamento de Física: Partículas Elementales y Cosmología, Universidad del Atlántico 3 Departamento de Física y Matemática, Universidad del Norte *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Se propone describir la fenomenología de MOND como alternativa a la hipotesis de la Materia Oscura y exponer los diferentes modelos que constituyene la teoría, especificando las ventajas y deventajas que presentan. Se pretende además, estudiar el comportamiento de la teoría MOND bajo transformaciones de escala espacio-temporales con el objetivo de entender los principios básicos que la sustentan de modo que se pueda, a partir de ello, alacanzar un entendimiento satisfactorio de la relación que exixte entre MOND y la Cosmología.

Archivo: AG-032


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Partículas De Prueba Neutras En El Espacio -Tiempo Reissner-Nordström: Efectos De Gravedad Repulsiva †‡

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Armando Idárraga López‡, Jhonny Andrés Agudelo Ruiz† Facultad de Ciencias Básicas, Grupo de Gravitación y Teorías Unificadas, Universidad Tecnológica de Pereira ‡ Email: [email protected] † Email: [email protected]

En éste trabajo se investiga el movimiento de partículas de prueba neutras sometidas al campo gravitacional de un objeto masivo, cargado y esféricamente simétrico descrito por la solución exacta de las ecuaciones de Einstein-Maxwell conocida como el espacio-tiempo Reissner-Nordström (RN). Se analiza el potencial efectivo para las órbitas y se discuten los efectos de repulsión gravitacional, debidos a la presencia de campo electromagnético, mostrando que existen órbitas en las cuales las partículas de prueba pueden tener momento angular nulo. También, se solucionan numéricamente las ecuaciones de movimiento para obtener algunas trayectorias.

Archivo: AG-033

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UN MODELO ORBITAL PARA LA GALAXIA M100 Fonseca-Parra, E. A.1, Vera-Villamizar, N.1 1

Escuela de Física: Grupo de Astrofísica y Cosmología, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. *[email protected]

Resumen A partir de los datos obtenidos de la curva de rotación de la galaxia M100 se lleva a cabo un ajuste de dos contribuciones a la distribución de masa: Un disco estelar y un halo de materia oscura descritos por el potencial isócrono y el potencial de Plummer respectivamente. Con una velocidad del patrón perturbador de 20 km s-1 kpc-1 se construye un diagrama de frecuencias, encontrando dos resonancias internas de Lindblad alrededor de 0.5 kpc y 3.5 kpc. Para modelar la estructura espiral, se hace uso del potencial de la teoría de ondas de densidad, el cual es introducido como una perturbación al fondo axialmente simétrico. Se soluciona numéricamente las ecuaciones de Hamilton y mediante el uso del método de las secciones de Poincaré encontramos regiones de estabilidad, las cuales sirven como condiciones iniciales en la obtención de orbitas periódicas, que al ser superpuestas muestran la morfología de M100.

Archivo: AG-034


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ORBITAS BAJO EL POTENCIAL DE HÉNON - HEILES Fonseca-Parra, E. A.1, Tequita-Vargas, O. F.1*, Vera-Villamizar, N.1 1

Escuela de Física: Grupo de Astrofísica y Cosmología, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. *[email protected]

Resumen Tomando como punto de partida el potencial de Hénon – Heiles normalizado, se hace una revisión de las regiones de estabilidad orbital a través del uso del método de las secciones de Poincaré. La integración de las ecuaciones de movimiento se lleva a cabo numéricamente, obteniendo orbitas con formas que varían desde aproximadamente circulares para energías y radios muy bajos, pasando por orbitas tipo fish y loop, hasta orbitas caóticas para energías y radios altos comparados con las variables propias del sistema (Ep = 1/6, rp ≈ 1). Finalmente se construyen curvas características para las orbitas periódicas encontradas.

Archivo: AG-035

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SIMULACIÓN DE UNA LENTE DE LAUE EN EL RANGO DE ENERGÍA DE 1 MeV

James Perenguez L.1* , Karla Reyes S.1, Alberto Quijano V.1 1

Observatorio Astronómico Universidad de Nariño *jplfis @gmail.com

En el presente trabajo se describe el proceso de la difracción de rayos gamma en cristales y su aplicación en el diseño de una lente de Laue. Diferentes simulaciones computacionales sobre el diseño de la lente en el rango de 1 MeV fueron llevadas a cabo. Las pruebas se realizaron considerando diferentes tipos de materiales tales como: cobre, silicio y germanio, así como también diferentes configuraciones en la disposición de los cristales dentro de la lente. A partir de dichas pruebas se realizaron algunas comparaciones que permitieron determinar la configuración más eficiente de la lente. El estudio de la difracción en las lentes de Laue es una herramienta muy prometedora en el campo de la astrofìsica de radiación gamma, sin embargo su aplicación está aún limitada en función de la energía de trabajo. .

Archivo: AG-036


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SIMULACIÓN MONTE CARLO DE LOS EFECTOS DEL AMBIENTE DE RADIACIÓN SOBRE UN DETECTOR TIPO COMPTON

Karla Reyes S1*, James Perenguez L1, Alberto Quijano V.1 1

Observatorio Astronómico Universidad de Nariño *kprfis @gmail.com .

El ambiente de radiación de alta energía en el sistema solar consiste de tres fuentes principales: los cinturones de Van Allen, los rayos cósmicos galácticos y las partículas solares. Las misiones espaciales corren significantes riesgos debido a la exposición en función del tiempo a dicha radiación ionizante. En el presente trabajo se hizo uso del paquete de simulación Geant 4 Radiation Analysis For Space: GRAS, con el fin de analizar detalladamente los efectos de la radiación en el detector de un telescopio tipo Compton. Varios tipos de órbitas fueron simuladas determinando aquellas donde el riesgo de daño en el detector así como la generación de background en dicho instrumento fueran mínimos.

Archivo: AG-037

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ESTUDIO TEORICO DE LA EVOLUCION TEMPORAL DE LA CURVA DE LUZ DEL TRANSIENTE (AFTERGLOW) EN RAYOS X DE UN GAMMA-RAY BURSTS Camilo Delgado-Correal1,2*, Benjamín Calvo-Mozo1 1

2

Observatorio Astronómico Nacional, Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ingeniería: Semillero de Investigación en Percepción Remota-GEIPER, Universidad Distrital FJC *[email protected] .

Los Gamma-Ray Bursts-GRBs son un fenómeno astrofísico que todavía no tiene una explicación de su origen, sabiéndose con certeza que son unas explosiones de energía total alrededor de 10^51 Erg y con una emisión de fotones en el rango de los 30KeV hasta los 2MeV aproximadamente. También se ha encontrado evidencia experimental que a cada GRBs le corresponde un transiente, el cual es una emisión en las bandas de rayos X, UV, visible, infrarrojo y/o radio que ocurre inmediatamente después de la ráfaga inicial de rayos gamma. En este trabajo se estudio teóricamente la evolución temporal observada en la curva de luz del transiente en rayos x de un GRB detectado por la sonda espacial SWIFT. Para ello se estudio el problema desde dos puntos de vista complementarios: hidrodinámico y radiativo. Para el primero se estudio la variación temporal del factor gamma de Lorentz de un fluido adiabático ultra-relativista mediante el estudio de la onda de choque relativista producida por la interacción de este fluido (compuesto por electrones y contaminado de protones) con el Medio interestelar-ISM. Para el estudio radiativo se tuvo en cuenta que los primeros electrones por su movimiento ultra-relativista generan campos magnéticos transversales al movimiento de los electrones que vienen detrás de ellos y se produce emisión de radiación de sincrotrón. Se encontró que el factor gamma de Lorentz va decayendo a medida que pasa el tiempo, produciendo así que la flujo de radiación detectado por los sensores de SWIFT en la banda de los 2-10 KeV también disminuya a medida que el tiempo transcurre.

Archivo: AG-038


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GAMMA-RAY BURSTS: DESCRIPCION FENOMENOLOGICA Y TEMAS DE INVESTIGACION

Camilo Delgado-Correal1,2*, Benjamín Calvo-Mozo1 1

2


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Los Gamma-Ray Bursts-GRBs son un fenómeno astrofísico que todavía no tiene una explicación concreta de su mecanismo progenitor, sabiéndose con certeza que son unas explosiones de energía total alrededor de 10^51 Erg, con una emisión de fotones en el rango de los 30KeV hasta los 2MeV aproximadamente, y con una duración divida en dos grupos: menores de 2 s (Media entre 0.2s-1.3s) y mayores de 2s (Media entre 20s y 40 s). Además son eventos astrofísicos que ocurren espacialmente de forma isotrópica y del orden de 2 días. También se ha encontrado evidencia experimental que a cada GRBs le corresponde un transiente (afterglow), el cual es una emisión en las bandas de rayos X, UV, visible, infrarojo y/o radio que ocurre inmediatamente después de la ráfaga inicial de rayos gamma. El afterglow puede permanecer en el cielo desde unos pocos días hasta varios meses. En este trabajo nosotros realizamos una descripción detallada de las características observacionales de los Gamma-Ray Bursts-GRBs, hacemos una revisión del modelo del fireball que es un tratamiento físico que busca explicar la tendencia de las curvas de luz observadas de los GRBS y de sus respectivos transientes y por último realizamos a grandes rasgos una clasificación bibliográfica de los diferentes tópicos de investigación en este tema.

Archivo: AG-039

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REVISION DETALLADA DE LA DEDUCCION DE LAS ECUACIONES RELATIVISTAS DE RANKINE-HUGONIOT

Camilo Delgado-Correal1,2*, Benjamín Calvo-Mozo1 1

2


En este trabajo se muestra el procedimiento físico-matemático detallado para encontrar las ecuaciones que describen una superficie de discontinuidad presente en el gas ideal relativista, también llamadas ecuaciones relativistas de Rankine-Hugoniot. Para ello primero se remplazo el tensor relativista minkowskiano de energía-momento en las ecuaciones que describen eulerianamente un fluido ideal relativista. Después generamos una superficie de discontinuidad en el interior de este fluido y mediante los principios de conservación de energía, número de partículas y momento encontramos las ecuaciones relativistas del choque adiabático. La importancia de entender las suposiciones físicas detrás de la demostración de estas ecuaciones radica en que son muy utilizadas en el modelo estándar para la descripción de las curvas de luz de los eventos astrofísicos llamados Gamma-Ray Bursts. Estas ecuaciones fueron obtenidas por primera vez por Dr. Taub en 1948 y adaptadas como las “jump conditions” en el contexto astrofísico por Dr. Blandford y Dr. McKee en 1976.

Archivo: AG-040


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DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA NEURO-DIFUSO DE OBTENCIÓN Y CLASIFICACIÓN GENERAL DE CURVAS DE LUZ DE CUERPOS CELESTES PARA EL OBSERVATORIO ASTRONÓMICO DE LA UNIVERSIDAD DE NARIÑO

Darío Fernando Fajardo1, Nathalie Romo Moreno2, María Ximena Portilla3*, 1

Departamento de Ingeniería Electrónica: Grupo de Instrumentación y Sistemas Inteligentes, Línea de investigación en Astrofísica. 2 Departamento de Ingeniería Electrónica: Grupo de Instrumentación y Sistemas Inteligentes, Línea de investigación en Astrofísica. 3 Departamento de Ingeniería Electrónica: Grupo de Instrumentación y Sistemas Inteligentes, Línea de investigación en Astrofísica. *Email: [email protected] RESUMEN

En el presente trabajo de investigación se llevó a cabo el desarrollo de un sistema capaz de ejecutar el análisis fotométrico de diferentes cuerpos celestes presentes en una imagen o en una serie de ellas de manera automática, obteniendo su curva de luz a través de algoritmos de fotometría diferencial, adicionalmente el sistema está en capacidad de llevar a cabo una clasificación básica de los cuerpos analizados a partir de la información proporcionada por su curva de luz, permitiendo diferenciar estrellas “constantes” de estrellas variables y entre estas últimas aquellas de tipo eclipsante; la sección del sistema encargada de ejecutar esta tarea fue desarrollada utilizando modelos de clasificación neuro–difusos y técnicas de clustering, también proporciona funciones de análisis frecuencial basadas en el denominado periodograma de Lomb –Scargle. El sistema fue creado para apoyar los procesos investigativos llevados a cabo en el Observatorio Astronómico de la Universidad de Nariño y se desarrolló utilizando MATLAB 2010a.

Archivo: AG-041

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Aplicación del formalismo de la Mecánica Ondulatoria a la formación del Sistema Solar Nicanor Poveda Tejada.1*, Nelson Vera Villamizar1, Guillermo Villate Espejo.1 1

Escuela de Física: Grupo de Física Teórica y Computacional, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia *[email protected]

Existen diversas teorías para explicar el origen del Sistema Solar, la más aceptada en la actualidad es la teoría nebular donde una supernova cercana, condujo a la formación de una Nebulosa Solar Primitiva la cual colapsó. La principal objeción a esta hipótesis es que el Sol debería tener la mayor parte del momento angular del sistema. De la mecánica newtoniana es posible obtener el formalismo de la mecánica ondulatoria en donde la constante de Planck se sustituye por un parámetro macroscópico. Aplicando dicho formalismo se puede describir la formación del Sistema Solar, en donde el Sol tiene un momentum angular pequeño y presenta una rotación diferencial.

Archivo: AG-042


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LA IMPORTANCIA DE LA CONSTANTE COSMOLOGICA PARA LAS LENTES Tovar D1*, Hernández H2*, Molina U1 1 2

Departamento de Física: Grupo de Física Teórica, Universidad del Atlántico. Departamento de Física: Grupo de Física Teórica, Universidad del Atlántico. *Email del Autor correspondiente: [email protected] ABSTRACT

Este es un análisis de algunas apreciaciones con respecto al efecto de la constante cosmológica sobre la curvatura de la luz por una masa esférica en el espacio-tiempo Kottler (Schwarzschild-de Sitter). También se estudian algunas consideraciones de cómo ese efecto pueda entrar en una variación de las lentes gravitacionales en la cosmología. Para tal efecto la imagen que se desprende de esta revisión es que parece justo afirmar que la contribución de la constante cosmológica a la curvatura de la luz que tiene por ahora se ha establecido, mientras que si se le coloca las condiciones de luz de plegado de la Λ en un contexto cosmológico está todavía sujeto a cierta interpretación y requiere más trabajo y aclaraciones.

Archivo: AG-043

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SOLUCIONES EXACTAS DE COLAPSO GRAVITACIONAL CON UNA ECUACIÓN DE ESTADO NO LOCAL Héctor Hernández1, Luis A. Núñez2 1

Departamento de Física, Grupo de Física Teórica, Universidad de los Andes Mérida, Venezuela [email protected] 2 Escuela de Física, Grupo de Investigaciones en Relatividad y Gravitación, Universidad Industrial de Santander. Bucaramanga, Colombia [email protected]

Resumen .

Se proponen algunos modelos analíticos para describir posibles escenarios de colapso gravitacional de objetos materiales compactos, dentro del marco de la teoría de la Relatividad General. Estos objetos esféricos son descritos por una ecuación de estado no local, esto es, una ecuación donde la presión no sólo es una función de la densidad masaenergía en un punto, sino que existe un efecto adicional por medio de un funcional que toma en cuanta las otras variables físicas, incluyendo la misma presión a través de toda la distribución de materia.

Archivo: AG-044


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Modelo dinámico para explicar la morfología de las Galaxias

Christian Nicanor Poveda Ruiz1*, Eulises Alejandro Fonseca Parra2, Nelson Vera Villamizar2, Nicanor Poveda Tejada.3 1

Departamento de Física, Universidad de los Andes. Escuela de Física: Grupo de Física Astrofísica y Cosmología, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. 3 Escuela de Física: Grupo de Física Teórica y Computacional, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, *[email protected] 2

ESCRIBIR AQUÑI EL RESUMEN DEL TRABAJO (Máximo .


Considerando que el movimiento de las estrellas en una galaxia es tal que la acción se cuantiza, se construye un formalismo general basado en ondas de densidad cuya evolución puede ser descrita por una ecuación de Hamilton-Jacobi no homogénea. Se realiza un ejemplo describiendo la morfología de una Galaxia típica.

Archivo: AG-045

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Astronomía observacional en Colombia: lugares de prospección y estimación de noches de observación espectroscópicas

1

Alejandro García-Varela1 & Beatriz Eugenia Sabogal1, Departamento de Física: Grupo de Astronomía, Universidad de los Andes, Colombia * [email protected], [email protected] .

En la actualidad existe un gran interés, tanto de organizaciones gubernamentales como de universidades, en la construcción de facilidades de observación de nivel profesional emplazadas en el territorio nacional. Sin embargo, para este fin es necesario tener en cuenta las variables más importantes que se deben considerar al realizar estudios astronómicos en bandas ópticas, tales como la pluviosidad, la altura, la humedad relativa, la oscilación térmica, el grado de nubosidad, la contaminación lumínica y la cantidad de material particulado suspendido en la atmósfera. Estas variables, unidas con aspectos logísticos, de infrarestructura y de seguridad limitan la cantidad de lugares útiles para realizar observaciones profesionales. En el presente estudio se aplican las experiencias obtenidas en países desarrollados en esta área al caso colombiano, analizando las anteriores variables. Se reportan los posibles lugares de observación, las ventanas temporales, y el número de noches espectroscópicas de observación promedio esperadas por año en condiciones de fase neutra del fenómeno del niño, para nuestro país.

Archivo: AG-046


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Statistical Search for Bright Be Stars

Beatriz Eugenia Sabogal1, Alejandro García-Varela1 & Valentina Abril1 1 Departamento de Física: Grupo de Astronomía, Universidad de los Andes, Colombia *[email protected], [email protected], [email protected] .

We present a catalogue of bright Be star candidates, as a result of systematic search within the ASAS-3 variable star database, using a statistical method independent on distance to the stars and reddening in the direction of observation. The statistical method relates two parameters of each light curve, skewness and kurtosis. We found 2858 light curves of candidates which were evaluated by visual inspection: the I-band light curves of these stars show outbursts in 54.1% of the sample (Type-1 stars), high and low states in 0.2% (Type-2 stars), periodic variations (Type-3 stars), and stochastic variations in 42.3% (Type-4 stars). This search resulted in 2281 Be star candidates, many of them not previously reported as Be star candidates. The majority of the sample showed eruptive behavior in contrast to the results obtained from studies in the Magellanic Clouds, in which a great percentage of the Be star candidates showed stochastic behavior. Our catalogue has important future implications since data are ideal for infrared spectroscopic follow-up studies.

Archivo: AG-047

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MODELOS RELATIVISTAS DE DISCOS DELGADOS AXIALMENTE SIMÉTRICOS INMERSOS EN UN HALO DE MATERIA OSCURA Guillermo A. González V, Oscar Mauricio Pimentel Diaz* Escuela de Física: Grupo de Investigación en Relatividad y Gravitación, Universidad Industrial de Santander. * [email protected]

Se presenta una familia infinita de modelos relativistas de discos delgados de polvo, axialmente simétricos, inmersos en un halo de materia oscura. Los modelos se obtienen a partir de soluciones de las ecuaciones de Einstein para un espaciotiempo conformestático y axialmente simétrico. Dado que el espaciotiempo es conformestático, el tensor métrico está caracterizado por una sola función métrica, la cual presenta una discontinuidad en su primera derivada normal a través de un disco delgado. Utilizando las ecuaciones de Einstein, se obtienen las componentes del tensor momentum-energía, tanto para el disco como para el halo, a partir de las cuales se determinan las densidades de energía y presiones de los fluidos que conformarán estas dos regiones. Para que las soluciones obtenidas sean físicamente consistentes, aplicamos las condiciones de energía y obtenemos una ecuación para la función métrica, la cual solucionamos por medio de una relación con el modelo clásico de Kuzmin-Toomre, de tal manera que se obtiene una familia relativista de discos de polvo con un halo de materia oscura cuyos esfuerzos principales son diferentes de cero. Esta familia de soluciones discoidales se ajusta con el objetivo de que las integrales de la densidad de energía del disco y del halo sobre todo el espacio correspondiente sean convergentes y puedan generar órdenes de magnitud en acuerdo con las observaciones.

Archivo: AG-048


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EXACT SOLUTION FOR THE EXTERIOR FIELD OF A ROTATING NEUTRON STAR II. TEST OUTSIDE THE EQUATORIAL PLANE

L. A. Pachon1, Jorge A. Rueda2, César A. Valenzuela-Toledo3* 1

Chemical Physics Theory Group, Department of Chemistry, University of Toronto, Toronto, Canada M5S 3H6 2 Dipartimento di Fisica and ICRA, Universita di Roma ``La Sapienza", P.le Aldo Moro 5, I–00185 Rome, Italy 3 Departamento de Física, Universidad del Valle, Ciudad Universitaria Meléndez, Santiago de Cali 760032, Colombia * [email protected] A few years ago an exact solution modelling the exterior gravitational and electromagnetic field of a rotating neutron star was derived by Pachón et al. Such a solution has arbitrary physical parameters of mass, angular momentum, mass–quadrupole moment, current octupole moment, electric charge and magnetic dipole, so it can represent the exterior ﬁeld of a rotating, deformed, magnetized and charged object. In this work we calculate the Keplerian frequency and epicyclic frequencies of the innermost ring of matter in the accretion disk around the star as test outside of the equatorial plane. Additionally, we study the influence of the magnetic field in these frequencies.

Archivo: AG-049

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ESTUDIO DE LA CONEXIÓN ENTRE ACTIVIDAD NUCLEAR Y ESTRUCTURA ESPIRAL EN LAS GALAXIAS NGC 4254 Y NGC 5054

Valderrama-Vergara, J. A.1, Vera-Villamizar, N. 1 1

Escuela de Física: Grupo de Astrofísica y Cosmología, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia *[email protected]

Resumen Unas de las preguntas que mas ha inquietado en el estudio de las galaxias espirales es saber como se transporta el gas desde los brazos espirales hasta la región central y como este gas influye en la actividad nuclear. Con base en la teoría de ondas de densidad se pretende establecer si hay una relación entre la región circumnuclear (RC) y el patrón perturbador a gran escala en las galaxias con núcleos galácticos activos (AGNs) NGC 4254 y NGC 5054, mediante el estudio morfológico y dinámico de las mismas, y si existe una conexión entre la estructura espiral y la actividad nuclear. Para este fin se van a analizar las características morfológicas(modos dominantes del patrón perturbador, pitch angle y las funciones de densidad) y las características dinámicas de las estructura espiral (velocidad del patrón perturbador, carácter de los brazos y resonancias) y del patrón perturbador, buscando evidencias del acoplamiento entre los dos patrones. Lo anterior se desarrollará aplicando los siguientes métodos: Transformada de Fourier Unidimensional que dará las características dinámicas, Transformada de Fourier Bidimensional que dará las características morfológicas y el método de Elmegreen que dará las componentes simétricas de las estructuras.

Archivo: AG-050


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Efectos del Flujo de Grupo de Renormalización de la Constante Gravitacional en el Espacio-tiempo de Kerr Erick Tuiran Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad del Norte [email protected]

La acción efectiva promedio ha sido utilizada para estudiar detalladamente el comportamiento no-perturbativo de la gravedad cuántica en el marco de la hipótesis de Steven Weinberg de la seguridad asintótica. Una fórmula para la dependencia con la escala de la constante gravitacional ya ha sido calculada recurriendo al denominado truncamiento de Einstein-Hilbert. En esta exposición se describirá de manera general el proceso de renormalización no-perturbativa que conduce a la fórmula mencionada para la constante de Newton. Además serán discutidos resultados iniciales de la aplicación de esta fórmula a sistemas a escala local como los agujeros negros de Schwarzshild y Kerr.

Archivo: AG-051

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Líneas de Campo Gravitacional para Campos Estáticos y Axialmente Simétricos

1

Framsol López-Suspes1*, Guillermo A. González1** Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander *[email protected], **[email protected]

Se define la líneas de campo gravitacional para campos estáticos y axialmente simétricos a través del vector cuadriaceleración. Los campos considerados están determinados por el elemento de línea de Weyl. Se muestra que la ecuación diferencial que delimita las superficies equipotenciales es una diferencial exacta y su solución es la correspondiente al potencial gravitacional de Gravedad Newtoniana. Finalmente, se bosquejan algunos campos gravitacionales conocidos como la solución de Schwarzschild y una solución que puede representar un disco con un agujero negro central.

Archivo: AG-052


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Una Nueva Familia de Discos con un Hueco Central

1

Framsol López-Suspes1* Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander *[email protected]

Se construye una nueva solución que puede representar el campo gravitacional de un disco con un agujero central. El potencial gravitacional se determina mediante la propuesta de una distribución de densidad de masa continua adecuada. Se escoge el densidad superficial de masa de los Discos Generalizados de Kalnajs con un desplazamiento de la coordenada radial, se esboza la densidad para mostrar que puede interpretarse como el campo gravitacional de un disco un agujero central. Con está densidad se halle el potencial gravitacional en el eje de simetría del disco (eje z). Para terminar se presenta como se puede calcular el potencial gravitacional en todo el espacio a través del uso de la simetría axial, es decir, considerando la transformación z=r como en el caso electrostático.

Archivo: AG-053

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SOLUCIÓN NUMÉRICADEL CORRIMIENTO DEL PERIHELIO DE MERCURIO CON RESPECTO A LA TÉCNICA DE PERTURBACIONES V. Manotas 1, U.Molina2, P. Viloria 3* 1,2,3

Departamento de Física: Grupo de Partículas Elementales y Cosmología, Universidad del Atlántico *[email protected] RESUMEN DEL TRABAJO .

Una aplicación de las ecuaciones de campo de la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein es la deducción de la ecuación de la órbita en el problema de dos cuerpos. Una de las pruebas de la relatividad general es la predicción del valor del corrimiento del perihelio de mercurio. Este era un problema insoluble de la mecánica celeste puesto que habiendo calculado todas las correcciones que predecía la mecánica de Newton, el corrimiento esperado estaba desfasado con el observado en un valor de 43.03 segundos de arco por siglo. Según la relatividad general tal corrimiento es debido a la curvatura del espacio tiempo en las vecindades de cuerpos masivos. Se ha utilizado la teoría de perturbaciones para deducir tal corrimiento, y también se ha encontrado algunas expresiones para la solución analítica de la órbita relativista y su respectivo corrimiento. Ahora se pueden comparar ambos enfoques y mirar cuantitativamente las predicciones de la teoría de perturbaciones. En este trabajo se pretende comparar tanto las soluciones exactas como por técnica de perturbaciones con respecto al conocido caballo de batalla en las simulaciones numéricas como es el método de Runge-Kutta orden 4, para generar conclusiones en el manejo de los errores computacionales respecto a variaciones mínimas acumulativas en el corrimiento.

Archivo: AG-054


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DETECCIÓN DE TRAZAS DE RAYOS CÓSMICOS CON UN DETECTOR CHERENKOV DE AGUA A 956 msnm PARA LA COLABORACIÓN LAGOCOLOMBIA Laffaille J.3, Muñoz J.1, Nuñez L. A.1,2,4**, Quitian H.1, Rosales M.3***, Sarmiento C.1,2, Suárez M.1,2*, Torres L.A.1 1

Grupo Halley de astronomía y ciencias aeroespaciales, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia. 2 Grupo de Investigaciones en Relatividad y Gravitación (GIRG), Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia. 3 Centro de Física Fundamental, Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela. 4 Centro Nacional de Cálculo Científico, Universidad de Los Andes, (CECALCULA), Corporación Parque Tecnológico de Mérida, Mérida, Venezuela. *[email protected] **[email protected] ***[email protected] ****[email protected] Los rayos cósmicos (RC) hacen parte de los fenómenos más intrincados y menos comprendidos en el campo de Astropartículas, atribuyéndose a diferentes fenómenos físicos como explosiones supernovas, núcleos activos de galaxias, estrellas de neutrones y actividad Solar. Se caracterizan por tener un amplio rango espectral de energía, desde los GeV hasta superar los TeV, y por generar cascadas de sub-partículas, producto de la interacción con la atmósfera terrestre. Diferentes observatorios satelitales como GLAST, FERMI y SWIFT registran este tipo de fenómenos, teniendo como limitante su área de detección. En tierra los detectores Cherenkov de agua (WCD) han probado ser altamente eficientes para registrarlos, aplicando la técnica de partícula única, como los observatorios Pierre Auger, HAWC y Argo. Este trabajo muestra el proceso de instalación, calibración y análisis de señales registradas en un WCD prototipo con geometría cilíndrica (200cm de alto por 60cm de diámetro) a 956 msnm. Se describe la electrónica y los efectos de la geometría del tanque en el registro de trazas de muones de alta y baja energía, haciendo especial mención en la identificación de efectos de actividad solar sobre la traza de estas partículas. Así mismo, ha permitido a la UIS, en representación de Colombia, formar parte de la colaboración Latinoamericana LAGO (Large Aperture GRB Observatory) que tiene como objetivo instalar WCD en alta montaña para detectar RC de muy alta energía (GRB). Actualmente forman parte de esta colaboración, Argentina, Bolivia, México, Venezuela, Perú, y Guatemala.

Archivo: AG-055

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FM FÍSICA MEDICA ‘’BIOFÍSICA Y FÍSICA COMPUTACIONAL’’

Uso de IRM correlacionadas con métodos bioquímicos para el estudio de la maduración de lulos

Luis Agulles Pedrós1,2,*, Carlos Rojas Avellaneda2, Yenny Dueñas 2,3, Adriana Carolina Agudelo Mendoza2, Diana Carolina Alarcón Sierra2 1

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá Departamento de Física: Grupo de Biofísica y Bioquímica Estructural, Pontificia Universidad Javeriana Bogotá. 3 Departamento de Nutrición y Bioquímica, Pontificia Universidad Javeriana Bogotá. 2

*Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN DEL TRABAJO :

El lulillo clon PL, es una modificación genética del lulo común, durante su proceso de maduración participan enzimas como la xilanasa, la cual se encuentra en la corteza del lulillo y se asocia al ablandamiento de la pared celular. Se pretende observar por medios bioquímicos la validez del uso de una técnica y no invasiva, como las imágenes de resonancia magnética (IRM), para estudiar la maduración de frutos. Considerando que el tiempo de relación T2 es debido a las diferentes inhomogeneidades del campo que afectan a los espines en un vóxel, este tiempo está asociado al movimiento de dichos espines en el vóxel. A consecuencia de esto, el T2 está directamente relacionado en la evaluación de la maduración. Estos estudios muestran las diferencias en el contraste de los diferentes tejidos y las diferencias en el contenido de aguas libres en las regiones oculares de los frutos. A partir de las imágenes obtenidas por secuencias espín eco, se midió la relación señal ruido (RSR) en la corteza y se determinó el tiempo de relajación T2 para cada fruto. La corteza de cada lulillo se dividió en 4 partes para evitar las zonas cercanas a los segmentos; de cada parte se tomaron 10 medidas de RSR. En total se promediaron 10*4*9 medidas diarias, de cuya desviación estándar se dedujo el error de la medida diaria. Se demuestra que la actividad de la xilanasa se puede correlacionar con el tiempo de relajación T2, indicador del movimiento de las aguas libres y con el adelgazamiento de la corteza durante la maduración del “Lulillo”.

Archivo: FM-001

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Efectos del Solvente Sobre las Propiedades Espectroscópicas de los Derivados de la 1,2 Benzopiróna: Un Estudio en el Marco de la Teoría de los Funcionales de la Densidad Tomas de Jesús Mercado Lobo1, Oscar León Neira Bueno2 1 Estudiante Maestría en Ciencias Físicas Sue-Caribe. 2 Grupo de Espectroscopia y láser, Universidad Popular del Cesar [email protected] .

Los derivados de la 1,2 Benzopiróna (Cumarinas) presentan propiedades favorables cuando son disueltos en solventes apropiados. En este trabajo reportamos un estudio teórico de los espectros de absorción y emisión de la molécula padre 1, 2 Benzopiróna y siete moléculas substituidas; a partir de estudio solvatocrómico con solventes polares y apolares. La optimización del estado fundamental se lleva a cabo utilizando el método y B3LYP/6-31 + G (d), mientras que la optimización del estado excitado más bajo el espectro de absorción y emisión se calculan utilizando la teoría de los funcionales de la densidad dependiente del tiempo, utilizando el mismo funcional y conjunto base. El resultado esperado respecto al uso del solvente en algunos casos concuerda con los datos experimentales y en otros casos sugiere la presencia de una solvatación específica que justifica el corrimiento Batocrómico e Hipsocrómico en contraste con la información presentada en la literatura. Una explicación en términos de los efectos del solvente en la geometría del estado excitado será proporcionada por el estudio teórico, el cual podrá ser comparado con la información experimental disponible. Palabras claves: Benzopiróna, espectros electrónicos, Gaussian, Teoría de los Funcionales de la Densidad.

Archivo: FM-002


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ANÁLISIS DE LAS IMÁGENES DEL PROCESO DE MADURACIÓN DEL FRUTO DE SOLANUM SP Fredy Andrés Burbano1, Leonairo Pencue Fierro2, Carlos Rojas3, Jesús Daza4 1,2

3,4

Departamento de Física: Grupo Óptica y Laser, Universidad del Cauca Departamento de Física: Grupo de Biofísica Molecular, Pontificia Universidad Javeriana Bogotá 1 [email protected]

Este trabajo muestra el análisis de imágenes del proceso de maduración del fruto de lulo, Solanum sp utilizando métodos de visión por computador. Para la investigación se realiza un seguimiento continuo durante 22 días al proceso de maduración, para lo cual se toman fotografías cada quince minutos; se analizan elementos importantes relacionados con los estados de maduración del fruto, se tienen en cuenta variaciones en el cambio de color, tamaño y forma durante el proceso. Finalmente se sistematiza la información para entender las variaciones del fruto y las etapas del proceso de maduración. Para la cosecha del fruto Solanum sp los parámetros como color, tamaño y texturas son factores importantes que deben considerarse puesto que informan y determinan el grado de madurez, senescencia y el estado de sanidad en que se encuentra el fruto, como también pueden indicar presencia de daños y defectos. Comúnmente la valoración de los frutos se hace de manera subjetiva por las personas encargadas de la cosecha, situación que puede llevar al deterioro y pérdida de los frutos. Con nuevas tecnologías como la aplicación de visión por computador permite al productor y cosechador tener precisión de la calidad del fruto y momento adecuado de cosecha, puesto que la aplicación de visión por computador arroja información objetiva y científica del proceso de maduración de un fruto.

Archivo: FM-003

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CARACTERIZACIÓN DE ACTIVIDAD DE ESCHERICHIA COLI MEDIANTE SPECKLE DINÁMICO Evelio Esteban Ramírez Miquet*, Luis Martí López y Orestes Rolando Contreras Alarcón Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear, calle 30 No. 502 esquina a 5ta Ave. Miramar, La Habana, Cuba *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN .

Se presentan los resultados de la aplicación de la técnica de speckle dinámico a la caracterización de actividad bacteriana. La instalación experimental diseñada es la siguiente. Un diodo láser emite un haz que es expandido por una lente convexa e ilumina una placa de Petri de dos compartimientos que contiene los medios de cultivo. Una imagen de moteado (speckle) de ambos compartimientos se forma sobre un dispositivo de adquisición de imágenes tipo CMOS, que se conecta a una computadora mediante el puerto USB. Un código en MATLAB controla la captura de las imágenes. Todos los dispositivos excepto la computadora se colocan en una incubadora a 37ºC. El procedimiento experimental es el siguiente. Se energiza el sistema y se espera hasta alcanzar el régimen estable, entonces se siembran las bacterias en uno de los compartimientos de la placa de Petri, mientras que el otro se deja como una muestra de control. Se coloca la placa de Petri en posición de captura y a partir de ese instante y durante 24 horas se capturan imágenes a intervalos de tiempo constantes. Se probaron tres concentraciones de inóculos: 0,3, 0,5 y 0,7 McFarland y con cada una de ellas se realizaron dos experimentos para un total de seis. Las imágenes obtenidas fueron procesadas por el método de las diferencias temporales (L. Martí-López et al., Opt. Commun. 283(24) 4972–4977, 2010). Las dependencias en el tiempo de la actividad media y la desviación estándar de la actividad se diferencian de la correspondiente al compartimiento sin inoculo y dan muestras de la existencia de una fase de latencia, una fase exponencial de crecimiento, una fase estaciona-ria y una fase de muerte como una curva típica de crecimiento bacteriano. Los tiempos de actividad diferenciada dependen ligeramente de la concentraciones de inóculo utilizadas. En conclusión la técnica de speckle dinámico propuesta permitió la caracterización de la actividad de Escherichia coli en medio de cultivo sólido.

Archivo: FM-004


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CARACTERIZACIÓN DE ACTIVIDAD DE SEMILLAS DE UCHUVA MEDIANTE PATRONES DE SPECKLE DINÁMICO PROCESADOS POR DOS ALGORITMOS DIFERENTES 1

2

Luis Martí López , Ingrid Inciarte ,Fernando Atálora2 y Evelio Esteban Ramírez Miquet1* 1 Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear, calle 30 # 502 esquina a 5ta Ave, Miramar, La Habana, Cuba 2 Laboratorio de Ecología Sensorial, Centro de Estudios Interdisciplinarios de la Física, Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas, Loma de los Guamos, Parroquia Jají, Edo, Mérida, Venezuela *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN .

En este trabajo investigamos la aplicación de la técnica de speckle dinámico para caracterizar actividad de semillas de uchuva (Physalis peruviana). La instalación experimental se compone de un microscopio con una cámara CCD para realizar las capturas de las imágenes, una computadora que controla las capturas y almacena las imágenes, un dispositivo que monitorea la temperatura y humedad y un láser de He-Ne (1mW de potencia y 633nm de longitud de onda) que ilumina las semillas. Una lente convexa acoplada al láser expande el haz. El procedimiento experimental es el siguiente. Las semillas de uchuva fueron expuestas a diferentes condiciones de humedad para inducir diferentes intensidades de actividad en su superficie que están relacionadas con el grado de hidratación. Durante la ejecución de los experimentos, de colocaron 6 semillas dentro de la cámara y se capturaron una serie de imágenes con la cámara CCD. Dichas imágenes se almacenan en una computadora para ser posteriormente procesadas digitalmente con los métodos de diferencias temporales y diferencias generalizadas de Arizaga. El procesamiento evidenció la dependencia de los parámetros de actividad en el tiempo, las que permitieron comparar la actividad de las semillas. De este trabajo podemos concluir que la técnica de speckle dinámico combinada con el procesamiento mediante las diferencias temporales constituye una herramienta muy útil para la caracterización de actividad de semillas de uchuva.

Archivo: FM-005

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MEDIDOR DE DESPLAZAMIENTO Y VELOCIDAD ULTRAFINA MEDIANTE TOOLBOX

DE

IMÁGENES

DE

MATLAB

E

INTERFERÓMETRO

DE

MICHELSON Y MORLEY

Oscar Duran Avendaño1, Carlos Ramírez Martín2* 1 2

Escuela de Física: Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia Departamento de Física: Grupo de Investigación en Física y Tecnología, Universidad de Boyacá *Email del Autor correspondiente: [email protected]

En el presente trabajo, se desarrolla un software basado en el ToolBox de MatLab para el tratamiento de imágenes captadas mediante una cámara web, con el fin de realizar el cálculo del desplazamiento y la velocidad de uno de los dos espejos del interferómetro de Michelson y Morley. Mediante el tratamiento de las imágenes captadas, se determina el desplazamiento, la diferencia de ángulo de fase y la velocidad del espejo móvil; de esta forma se describe la superposición de ondas de luz (laser), cuya longitud de onda es del orden de los nanómetros y con ayuda de la diferencia de fase de los rayos incidentes y de la variación del patrón de interferencia, se deduce la velocidad con la que varía uno con respecto al otro. Los resultados hallados se pueden utilizar en la medida de crecimientos y dilataciones mecánicas de forma automática; ya que el procesamiento de las imágenes provenientes del patrón de interferencia, las realiza el sistema de cómputo.

Archivo: FM-006


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CALCULO DE LA INCERTIDUMBRE EN LA MEDIDA DE LA ACTIVIDAD DEL YODO 131, UTILIZANDO UN DETECTOR DE SEMICONDUCTOR CZT Elena Sevilla1, Juan Calvo1, Raquel Baquero1,3, Pilar Iñigues1, Johana Niño1,2* 1

Universidad de Valladolid, Facultad de Ciencias 2 Becaria del Programa UVa-Banco Santander 3 Hospital Clínico Universitario de Valladolid *[email protected]

RESUMEN En la instrumentación utilizada para Medicina Nuclear, es necesario contar con un sistema fiable, que se encuentre a punto. En este trabajo se empleo un detector de semiconductor tipo CZT (Cadmio- Zinc-Telurio) para la detección de radiación gamma. Utilizando un modelo probabilístico sugerido por la normativa de la ISO/FDIS 11929 (Determination of characteristic limits for measurements of ionizing radiation Fundamentals and applications) y las recomendaciones del MIRD (Medical Internal Radiaction Dose), se realizaron varias pruebas para la calibración del CZT, y para conocer la incertidumbre en el proceso de medida de la actividad con el detector. El detector presenta la ventaja de no saturarse en las cuentas como ocurre con los detectores de centelleo. Otra ventaja es su escaso tamaño (1 cm3). Y como última ventaja se encuentra la facilidad con la que se toman y procesan los datos de las medidas (posee una salida a un puerto USB, permitiendo la recepción directa de la información a través de un ordenador). En el estudio se utilizó un modelo de cuello antropométrico elaborado en parafina, con medidas iguales a las de un maniquí comercial de tiroides. Las pastillas de yodo radioactivo (I131) son utilizadas en el tratamiento del hipertiroidismo y del cáncer de tiroides, suministrando diferentes dosis de radiación al paciente. Dependiendo del metabolismo propio de cada individuo, el yodo se acumulará un tiempo determinado en la tiroides bombardeando la zona de interés con betas que serán detectadas a través de las partículas gamma. A este procedimiento se le denomina terapia metabólica, las pastillas de yodo son suministradas al paciente por vía oral. Es de interés conocer de la forma más aproximada posible la incertidumbre en la medida de la actividad de las pastillas de yodo 131 utilizadas en este tipo de tratamientos.

Archivo: FM-007

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CARACTERIZACIÓN DE HACES DE FOTONES DE 6 MV PRODUCIDOS EN ACELERADORES LINEALES DE USO CLÍNICO J. A. Niño1, L. X. Gonzáles1, S. A. Martínez-Ovalle1* 1

Escuela de Física: Grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia * s.agustí[email protected] RESUMEN

Los aceleradores lineales de 6 MV, son los equipos más usados hoy día en tratamientos de radioterapia y radiocirugía en todo el mundo. En este trabajo se caracterizó el haz de fotones producidos por tres aceleradores: Varían Clinac 2100 C/D, Elekta Inor y Siemens Primus. El haz de fotones es estudiado en cada equipo mediante el espectro de fluencia de fotones que es emitido desde el blanco del acelerador y desde el filtro aplanador. Fueron construidas las geometrías de cada uno de los linac’s siguiendo las recomendaciones y especificaciones del fabricante. Las energías de sintonización adecuadas para el cálculo, fueron escogidas luego del proceso de sintonización, que se lleva a cabo al comparar los rendimientos en profundidad experimentales y los calculados mediante Monte Carlo. El código usado fue MCNPX 2.5.0, con el que se simula el transporte acoplado electrón fotón en toda la geometría. Se ubicaron Tallies detectores en puntos de interés que permitieron establecer diferencias entre los tres equipos. Las principales diferencias en los diferentes espectros están relacionadas principalmente con los materiales usados en cada caso, tanto en el blanco como en el filtro aplanador, sin embargo, todos los materiales usados en la construcción de estos elementos son de elevado Z. Se logra caracterizar también el haz de electrones que es emitido desde el blanco. Entre los resultados más relevantes se encuentra que aparecen picos característicos con aumento fluencia de fotones en ciertos rangos de energía en todos los casos, independiente del material blanco, este aspecto deja claro el aumento de radiación bremsstrahlung a ciertas energías para los diferentes materiales. •

Archivo: FM-008


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MODIFICACIÓN DEL HAZ DE FOTONES DEBIDO A LOS MATERIALES USADOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE FILTROS APLANADORES DE ACELERADORES LINEALES. J. S. Estepa 1, J. Estrada2, S. A. Martínez-Ovalle1* 1

Escuela de Física: Grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia 2 Facultad de Ciencias, Universidad de Granada, España. *

s.agustí[email protected]

RESUMEN El filtro de aplanador de los aceleradores lineales de uso clínico, es uno de los elementos mas importantes, ya que al interaccionar la radiación sobre el filtro establece el espectro plano que conocemos de la distribución de dosis de los fotones y el cual es más apropiado para implementar en los tratamientos de radioterapia. El interés de este trabajo es estudiar los diferentes espectros energéticos producidos en el depósito de la energía, a partir de los de intercambiar distintos materiales usados por el fabricante en la construcción de los modificadores o atenuadores del haz para estos diferentes compuestos. Para conseguir resultados muy parecidos a los de la realidad, es necesario construir la geometría del cabezal de un acelerador lineal “Linac” y realizar cambios en el material del filtro de aplanado. Se consideraron 7 materiales distintos que fueron reemplazados en cada una de las simulaciones, tomando en cuenta la geometría del cabezal de un equipo Varian Clinac 2100 C/D usando una energía en fotones de 15 MV. Para este estudio se ubicaron tallys detectores Monte Carlo, inmediatamente después del filtro, haciendo simulaciones independientes en cada caso. Se evalúan los espectros de fluencia obtenidos en cada uno de los detectores, analizando las diferencias que aparecen por los diferentes materiales usados para el filtro aplanador. Se encontraron diferencias significativas entre los espectros, las más marcadas aparecen en el filtro de acero inoxidable, el cual presenta mayor fluencia de fotones frente a los demás materiales usados, este aspecto es relevante por cuanto la mayor o menor fluencia de fotones incide en la dosis que se trasmite al paciente. Los picos de máxima fluencia se mantienen dentro ciertos rangos de energía que muestran la preferencia de la radiación de frenado a ciertas energías. Todos los cálculos fueron hechos con el código MCNPX 2.5.

Archivo: FM-009

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DISEÑO CONSTRUCCIÓN Y CÁLCULO DE BLINDAJES NECESARIO PARA ALBERGAR UN IRRADIADOR DE CO-60 DE 50 Ci PARA USO EN GAMMAGRAFÍA INDUSTRIAL S. A. Martínez-Ovalle1*, S. Bolivar-Cely1, H. Olaya-Dávila1 1

Escuela de Física: Grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia * [email protected] RESUMEN

En este trabajo se presenta un método alternativo para calcular y evaluar el diseño y la construcción de una instalación que alberga un irradiador de Co-60, que en la actualidad presenta una actividad de 45 Ci y que está diseñado principalmente para ensayos no destructivos entre los que se destaca la gammagrafía industrial. El procedimiento requiere la construcción de la geometría completa de la instalación según cálculos previos acordes a la actividad de la fuente. En el diseño fueron involucrados exactamente los materiales usados por el constructor de la instalación, verificando los espesores de cada barrera. El método consiste en ubicar detectores Monte Carlo dentro y fuera de la instalación en puntos de especial interés escogidos por el oficial de protección radiológica. En cada punto en cuestión fue calculada la fluencia fotones que luego es convertida mediante los respectivos coeficientes de conversión de fluencia a equivalente de dosis ambiental (H*(10)). Con los valores encontrados de H*(10) se consigue evaluar los niveles de radiación permitidos ya sea para público o para trabajadores expuestos según el punto de cálculo, estableciendo la fiabilidad de la instalación para el desarrollo de dicha práctica. El método utilizado para este fin es avalado por recientes publicaciones, las que permiten establecer un nuevo sistema para corroborar cualquier tipo de instalación en la que se emita radiación y que requiera este tipo de cálculo. Todos los cálculos fueron hechos con el código MCNPX 2.5 •

Archivo: FM-010


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APROXIMACIÓN CLÁSICA A LA INTERACCIÓN DE NEUTRONES EN AGUA MEDIANTE MONTE CARLO S. A. Martínez-Ovalle1*, S. Bolivar-Cely1, A. M. Lallena-Rojo2 1

Escuela de Física: Grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia 2 Departamento de Física Atómica Molecular y Nuclear, Universidad de Granada, España * [email protected] RESUMEN Este trabajo modela clásicamente una de las interacciones más importantes que tienen lugar en la interacción de neutrones con la materia. El modelo matemático implementado estudia la interacción elástica de neutrones con agua y está basado en Monte Carlo. Es considerada la interacción elástica entre el neutrón y los núcleos blanco de H y O del medio. Las simulaciones fueron hechas a partir de fuentes puntuales y monoenergéticas de 5, 10 y 15 MeV respectivamente, en un medio infinito de agua. Fueron determinadas las distribuciones de dosis entregadas al medio analizando la dependencia de las mismas con la energía. Adicionalmente son determinadas la distribución de distancias de la fuente a los puntos de absorción de los neutrones para las mismas energías y las distribuciones del número de colisiones que sufren los neutrones antes de ser absorbidos por el medio. Se hicieron además, simulaciones independientes para estudiar la moderación de neutrones monoenergéticos en 1H, 16O y H2O después de varias colisiones, para poder analizar la termalización a bajas energías. El modelo permite corroborar la teoría expuesta por (Leo 1994), sobre el número de colisiones necesarias que deben sufrir un neutrón antes de ser capturado por el medio. Con respecto a la distribución de distancias de la fuente a los puntos de absorción se observa que la distancia media aumenta con la energía inicial a razón de unos 2.5 cm por MeV.

Archivo: FM-011

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EFECTO EN LA DOSIS DEBIDO A LA DISPERSIÓN DE PARTÍCULAS EN AIRE Y AGUA DESDE LOS SISTEMAS DE COLIMACIÓN EN LINAC’S. S. A. Martínez-Ovalle1*, R. A. Barrios2, H. Olaya1 1

Escuela de Física: Grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia 2 Departamento de Física Atómica Molecular y Nuclear, Universidad de Granada, España * s.agustí[email protected] RESUMEN En este trabajo es evaluada la dispersión de fotones y electrones desde el cabezal de aceleradores lineales de uso clínico, para tal fin, fueron construidas las geometrías de dos aceleradores lineales según las especificaciones de los fabricantes, un Siemens Primus en la configuración de 15 MV de fotones y un Siemens KDS en la configuración de 18 MeV para tratamientos con electrones. Previa sintonización de cada uno de los linac’s mediante la comparación entre los respectivos rendimientos en profundidad medidos y calculados, se consigue la energía de sintonización que es usada en los cuatro cálculos. El estudio de la dispersión es hecho moviendo una de las mordazas a la posición de origen y calculado la dosis en maniquí de agua y aire. Los cálculos de dosis se llevan a cabo mediante rendimientos en profundidad y perfiles también a diferentes profundidades en dos posiciones: La primera en campo cuadrado y la segunda con mordaza en el origen. Esta combinación permitió establecer la influencia de la mordaza en los rendimientos en profundidad y en los perfiles de dosis, tanto en la configuración de electrones como en la configuración de fotones. Se encuentran diferencias interesantes en los dos casos, teniendo en cuenta que, en el caso de haces de electrones, este es influenciado por la columna de aire interpuesta entre el blanco y el maniquí, lo que no sucede con el haz de fotones. Todos los cálculos fueron hechos con el código MCNPX 2.5.

Archivo: FM-012


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CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADES ELECTRÓNICAS EN LA SUPERFICIE (0001) DEL DIBORURO DE MAGNESIO. Sully Segura Peña1, Jairo Arbey Rodriguez2, Luis Carlos Reyes Parra1* 1

NM- Departamento de Ciencias Básicas: Grupo de Nanotecnología y Nuevos Materiales, Universidad Santo Tomas Tunja 2 Departamento de Física: GEMA Grupo de Estudio de Materiales, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. [email protected] RESUMEN

Usando el método de la Teoría de la Densidad Funcional (DFT) se estudió las propiedades electrónicas de la superficie (0001) del superconductor MgB2. Las ecuaciones de KohnSham se solucionaron usando el método de ondas planas linealizadas y aumentadas (FPLAPW) con la aproximación del Gradiente Generalizado (GGA). Los análisis se realizaron comparando las densidades electrónicas y las bandas de energía tanto en el volumen como en la superficie del compuesto. Las superficies fueron creadas en slabs formadas por capas hexagonales de átomos de Mg alternadas con capas de átomos B en la misma simetría, cada una con estructura tipo panal; se inició comparando las películas de 3 capas, con la capa 5 hasta completar las 11 capas dependiendo la terminación del slab.

Archivo: FM-013

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FUNDAMENTOS PARA UN PROTOCOLO DE DIAGNÓSTICO DEL SÍNDROME DEL OJO SECO BASADO EN LA FOTOGRAFÍA TERMOGRÁFICA. Luis Enrique Llamosa-Rincón1, Jeimy Melissa Jaime-Díaz2 1

Departamento de Física: Grupo de Electrofisiología, Universidad Tecnológica de Pereira. [email protected] 2 Estudiante de Ingeniería Física, Universidad Tecnológica de Pereira. [email protected]

El síndrome del ojo seco es uno de los trastornos oculares más frecuentes de la actualidad. Se padece del síndrome del ojo seco cuando una persona carece de la cantidad suficiente de lágrimas, o sus lágrimas no tienen la composición necesaria para lubricar el ojo correctamente. El síndrome afecta a millones de personas, y si bien la mayoría padece síntomas leves que por lo general desaparecen en poco tiempo, el trastorno puede generar problemas permanentes de la visión. En Colombia la mayoría de los oftalmólogos utilizan un método cualitativo de diagnóstico de esta patología, la denominada prueba de Schirmer. En este trabajo se presentan los fundamentos para el diseño e implementación de un protocolo de diagnóstico del síndrome del ojo seco basado en la temperatura de la superficie de la córnea, en el que se utiliza la técnica de la fotografía termográfica. Este protocolo se fundamenta en el cambio de la temperatura de la córnea después de mantener el ojo abierto durante un tiempo determinado, y en la disminución de la temperatura de la córnea con cada parpadeo. Se presentan los resultados obtenidos, que fundamentan el diseño e implementación de un protocolo de diagnóstico cuantitativo y no invasivo para esta patología.

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VALIDACIÓN DE DELANTALES PLOMADOS USADOS EN PROTECCIÓN RADIOLÓGICA PARA PERSONAL OCUPACIONALMENTE EXPUESTO. H. Olaya-Davila1, S. Bolívar-Cely, S. A. Martínez-Ovalle1* 1

Grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja. * s.agustí[email protected]

RESUMEN En este trabajo son evaluados los accesorios plomados de protección personal, fundamentales en radiodiagnóstico médico, que son utilizados para reducir las dosis de radiación al nivel más bajo posible tanto en los trabajadores ocupacionalmente expuestos como para los pacientes diagnosticados y permitir que se efectúe un proceso eficaz y confiable. Se evaluaron tres delantales: el primero de ellos de reciente fabricación con espesor de 0.25 mm de Pb, los otros dos fueron escogidos al azar dentro de un grupo de delantales usados de mismo espesor en este caso de 0.75 mm de Pb. Los tres modelos fueron irradiados con dos calidades de rayos X para: 62 kVp y 78 kVp utilizando corrientes de tubo entre 5 mA y 8 mA, siendo estos parámetros reproducibles de una práctica convencional. El procedimiento usado para la evaluación consistió en ubicar dosímetros electrónicos personales junto con unas películas radiográficas que cubrían más del 80% del delantal en la parte trasera del mismo. Con los dosímetros digitales se evaluó el grado de atenuación de la intensidad de la radiación por cada delantal y por ende su eficacia para reducir dosis, se compararon los resultados con los cálculos teóricos de atenuación para un haz efectivo de rayos X para el espesor especificado por el fabricante. Con las radiografías y el método de densitometría óptica se determinó la homogeneidad y el desgaste por fluidez y quebrado por doblamiento del material durante su uso. Perfeccionando esta técnica es posible certificar a futuro delantales plomados para su comercialización y proteger eficazmente a los individuos de la exposición a radiaciones ionizantes.

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CONSTRUCCIÓN DE UN MANIQUI PARA CONTROL DE CALIDAD DE IMAGEN EN EQUIPOS DE MAMOGRAFÍA J. D. Segura-Peña1, H. Olaya-Dávila1, S. A. Martínez-Ovalle1* 1

Grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja * s.agustí[email protected] RESUMEN

Se construyó un maniquí que simula una mama promedio con el objetivo de estudiar los parámetros de emisión de radiación en tubos de rayos X asociados a equipos de mamografía convencional. Para la construcción del maniquí se hizo una selección minuciosa de los elementos que constituyen el simulador. El maniquí fue elaborado con base en los maniquís certificados ACR (USA) y TOR-MAX (Europa) teniendo en cuenta el grosor de la mama comprimida, se utilizó un espesor de 4.5 ± 1 cm constituido de 50% de tejido glandular y un 50% de tejido adiposo. Los elementos internos del maniquí se escogieron para que simularan fibras de tejido glandular, masas, microcalcificaciones y zonas no homogéneas, una pequeña cuña de aluminio para la determinación de la energía incidente, así como las láminas metálicas para la determinación del kilovoltaje. La evaluación radiológica del maniquí comprende entre otras, la comparación de densidades ópticas, la medida de la dosis y el puntaje comparativo con el maniquí acreditado por el ACR. Para hacer las comparaciones se usaron energías de: 26, 28, 30 y 32 kVp, estas mediciones se realizaron en el Laboratorio de Radiaciones Nucleares de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Para hacer una comparación más completa en cuanto a calidad de imagen se usaron blancos de Mo y Rh de un equipo de mamografía convencional. Para la medición de la densidad óptica se usaron películas radiográficas KODAK MIN-R 2000 y un densitómetro óptico.

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Comportamiento termodinámica de membranas bacterianas y sus implicaciones en la modulación de resistencia a agentes antibacterianos

Jackson Ocampo1, Nicolás Afanador1, Martha J. Vives2, Juan C. Moreno3, Chad Leidy1 1 Escribir aquí la afiliación institucional Ejemplo: Departamento de Física: Laboratorio de Biofísica, Universidad de los Andes 2 Departamento de Ciencias Biológicas, Universidad de los Andes 3 Departamento de Química, Universidad de los Andes *Email del Autor correspondiente: [email protected] La membrana plasmática bacteriana, es una estructura auto ensamblada formada por una doble capa de fosfolípidos. Esta estructura presenta transiciones cooperativas termo trópicas entre un estado Lα con bajo nivel de ordenamiento de las cadenas lipídicas; y un alto nivel de difusión lateral, y un estado Lβ caracterizado por un alto nivel de ordenamiento en las cadenas y baja movilidad. La transición de fase puede ser detectada monitoreando la vibración simétrica de CH2 a través de FTIR. La fosfolipasa A2 Tipo IIA (PLA2-IIA) es sintetizada durante los procesos inflamatorios y tienen como función principal el actuar como agente antibacterial nativos al cuerpo humano. Esta enzima es activa sobre los lípidos de la membrana bacteriana, y se ha demostrado en estudios con sistemas modelo que PLA2IIA es susceptible al nivel de empaquetamiento de la membrana. En este trabajo demostramos que la actividad de PLA2-IIA es sensible a la transición de fase de Staphylococcus aureus (S.aureus), la cual está centrada en 15°C en donde el nivel de actividad se reduce sustancialmente en la fase Lβ. Esto viene correlacionado a un incremento en la supervivencia bacteriana para células tratadas con la enzima en la fase Lβ. Adicionalmente demostramos que bacterias adaptadas a PLA2-IIA inducen cambios en la temperatura de transición (Lα/ Lβ) a través de cambios de composición membranal para ampliar su rango de resistencia. Estos resultados demuestran que el comportamiento termodinámico de las membranas bacterianas puede ser un aspecto regulable para generar resistencia a factores antibacteriales.

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INFLUENCIA DEL RIPPLE EN LA DOSIS Y EL RIESGO RADIOLOGICO EN UN EXAMEN CON RAYOS X

A. Arrieta*, J. Morales, W. Jaramillo, J. A. Puerta Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín *[email protected] Las radiaciones ionizantes en medicina, requieren de un estudio minucioso de los parámetros físicos que involucran cada examen y de la evaluación de la dosis absorbida en los tejidos del cuerpo humano; esto permite estimar el riesgo radiológico de pacientes y de personal ocupacionalmente expuesto. En este trabajo se realizó una investigación en cuanto a cómo los procesos de rectificación de la corriente alterna de alta tensión en un equipo de rayos X inciden en la dosis que recibe el paciente durante una exposición. Para ello se generaron algunos espectros de rayos X con ripples de 0.09, 0.5 y 1 y obtuvieron curvas de dosis en profundidad para estos, mediante simulación de Monte Carlo utilizando el código PENELOPE y un simulador matemático de la región torácica.

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COMPARACION CON PENELOPE DE LA DOSIS ABSORBIDA EN RADIODIAGNOSTICO UTILIZANDO DIFERENTES ESPECTROS COMPUTACIONALES W. Jaramillo*, J. Morales, J.A. Puerta, A. Arrieta Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín *wjaramig @unal.edu.co

El conocimiento sobre el espectro de fotones emitido desde un equipo de rayos X diagnostico es de gran importancia en la evaluación de la dosis absorbida en los órganos del paciente expuesto. Estos espectros se pueden obtener de forma experimental y teórica. En el presente trabajo se utilizaron dos programas computacionales de uso libre SPEKCALC, SIEMENS y se calculó la dosis por el método Monte Carlo con el código PENELOPE, utilizando un simulador matemático que representa a un paciente de cinco años.

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SIMULACIÓN EN DINÁMICA MOLECULAR DE LA NANOINDENTACIÓN DE PELÍCULAS DELGADAS DE Cr , CrN Y MULTICAPAS DE CrN/Cr S. Amaya-Roncancio1 , E. Restrepo-Parra1, D. Arias-Mateus2, M. Gómez-Hermida2 1 2

PCM-Computational Applications – Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales. Grupo GEMA, Universidad Católica de Pereira

se llevo a cabo la simulación con dinámica molecular (DM) de una nanoindentación sobre películas delgadas de Cr y CrN, y multicapas de CrN/Cr, el potencial interatómico de Morse se utilizo para describir la interacciones atómicas de las especies de Cr-Cr y Cr-N respectivamente, se utilizan condiciones de fronteras fijas y un potencial esférico repulsivo para representar el indentador que penetra la muestra, la temperatura del sistema se mantiene constante a 300K con el método de escalamiento de velocidades, se encuentra la dependencia de la dureza en función de la profundidad de indentación para los tres casos encontrando como esta mejora en el caso de las multicapas de Cr/CrN con respecto a las películas delgadas de Cr y CrN respectivamente, por otro lado también se encuentra la dependencia de la dureza con la temperatura para el caso de los tres sistemas mencionados mostrando como estos, disminuyen su dureza a medida que la temperatura aumenta. Palabras clave: dinámica molecular, nanoindentación, películas delgadas, multicapas, dureza.

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OBTENCIÓN DE EMPAQUETAMIENOS ALTAMENTE DENSOS DE ESFERAS POLIDISPERSAS POR MEDIO DE DINÁMICA MOLECULAR C. A. Córdoba1* 1

Escuela Colombiana de Carreras Industriales, Bogotá *Autor correspondiente: [email protected]

La generación de empaquetamientos de esferas altamente densos es de suma importancia para la modelación computacional de materiales granulares. En el presente trabajo se muestra como utilizar un algoritmo de dinámica molecular para facilitar este proceso en el caso de esferas polidispersas. Inicialmente, todas las esferas se distribuyen al azar en un volumen cúbico mucho más grande del deseado, permitiendo intersecciones. Después, el sistema se deja evolucionar por cierto tiempo usando dinámica molecular, lo que permite separar las partículas entre sí. Posteriormente se reduce el volumen del sistema de forma potencial y se aplica de nuevo dinámica molecular. Este ciclo se repite hasta que se alcanza el volumen esperado. Para hacer más eficiente el proceso, se incrementa el radio de todas las esferas en un valor muy pequeño en el instante inicial, el cual se elimina al final. Esto reduce el número de ciclos en que se usa dinámica molecular y asegura la ausencia total de intersecciones en el empaquetamiento. La ventaja de este procedimiento es que pueden obtenerse fracciones de volumen (de las esferas con respecto a la caja) mucho más altas que con métodos más sencillos, como el RSA (Random Sequential Assigning). Con éste último se alcanzan fracciones de 0,35 a 0,40, mientras que con el primero se pueden alcanzar fracciones mayores a 0,50. Además, este método es más eficiente para generar empaquetamientos con distribuciones polidispersas y con un mayor número de esferas.

Archivo: FM-021

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SPYDER: UNA ALTERNATIVA LIBRE A MATLAB BASADA EN PYTHON C. A. Córdoba1* 1

Escuela Colombiana de Carreras Industriales, Bogotá *Autor correspondiente: [email protected]

Desde hace 25 años se está gestando un cambio de paradigma en la forma de hacer ciencia. El estudio de los sistemas complejos ha revelado que aún los modelos matemáticos más avanzados son insuficientes para describirlos por completo. Esto ha llevado al desarrollo de los modelos computacionales, que en lugar de formular y resolver ecuaciones, buscan describir los procesos que dan lugar a un fenómeno natural por medio de los elementos básicos de la computación: los algoritmos. Es por ello que se han creado plataformas de cómputo altamente sofisticadas, como Matlab y Mathematica, que le ofrecen al científico un entorno integrado en el que puede llevar a cabo una rápida esquematización del modelo que tenga en mente, extraer datos de distintas fuentes de información, y procesarlos y ajustarlos al modelo en cuestión. Éstas plataformas cuentan además con un lenguaje de programación sencillo, excelente documentación de soporte y herramientas de visualización en 2D y 3D, que hacen que sea factible cambiar cualquier parámetro del modelo y apreciar al instante los resultados. Una plataforma de este tipo, no obstante, debe basarse en software libre para ser usada de forma eficaz en un país como el nuestro. Por tanto, el presente trabajo busca dar a conocer Spyder, un entorno similar a Matlab pero de carácter libre, cuyo objetivo es brindar fácil acceso a la gran cantidad de herramientas científicas basadas en Python. El autor (a su vez coautor de Spyder) también mostrará varios modelos computacionales usando el programa y mencionará lo que se espera implementar en futuras versiones.

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CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL Y DE COMPOSICIÓN DEL HUESO TIPO FEMUR BOVINO D .C. Gálvez-Coy*, C. Vargas- Hernández Laboratorio Propiedades Ópticas de los Materiales (POM) Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales *dcgalvezc @unal.edu.co Los huesos están constituidos de dos tipos de tejido óseo: el hueso esponjoso o Trabecular, y el hueso compacto o Cortical. Se diferencian en su densidad volumétrica, ya que una masa de tejido óseo esponjoso ocupa un mayor volumen que la misma masa formando tejido óseo compacto. El hueso está conformado por una componente inorgánica o mineral, una componente orgánica, y agua. El 90% de la matriz orgánica es el colágeno tipo I; el 10% restante lo componen una serie de proteínas no estructurales de menor tamaño, entre las que se encuentran la osteocalcina, la osteonectina, algunas fosfoproteínas, sialoproteínas, factores de crecimiento y proteínas séricas. La fase inorgánica está compuesta por minúsculos cristales de un mineral de carácter alcalino, la hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2]. En el presente trabajo se utilizaron huesos frescos seleccionados de la región cortical y trabecular que fueron cortados en sentido transversal con espesores de 1cm y sometidos a pulverización para su respectivo análisis. Las técnicas de ensayo para la preparación de las muestras se realizaron a partir de las metodologías ASTM y para análisis de Fosforo total se empleó la Espectrofotómetria Uv/Vis. La caracterización estructural se llevó a cabo mediante: Espectroscopia Raman, Difracción de Rayos X (XRD) y espectroscopia de absorción atómica (EAA). Las bandas Raman asignadas incluyen los modos vibratorios para el fosfato (PO4-3) (ν1, ca. 960 cm-1) que corresponde al estiramiento simétrico, carbonato tipo B (CO3-2) (ca. 1070 cm-1) y fosfatos mono-hidrogenoides, además se observan bandas amida I envolvente en 1660 cm-1 y el metileno (CH2) a 1450 cm-1; amida III en 1260 cm-1. Los resultados de la composición indicaron una alta concentración de hierro y una disminución de calcio en la región del hueso trabecular, pero tanto la región cortical como la trabecular presentaron igual contenido de fosforo. Los rayos x mostraron diferencias marcadas a bajos ángulos debido a los diferentes grados de cristalización.

Archivo: FM-023

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Modelamiento Biomecánico de la Fragmentación y Calcificación en Corales Bambú (Isididae: Keratoisis sp.) Susana Simancas Giraldo1*, Juan Armando Sánchez2**, Manu Forero Shelton3*** 1

Departamento de Ciencias Biológicas: Grupos de Biofísica y Biommar, Universidad de los Andes. [email protected] 2 Departamento de Ciencias Biológicas: Grupo Biommar, Universidad de los Andes. ** [email protected] 3 Departamento de Física: Grupo de Biofísica, Universidad de los Andes. *** [email protected] *

Resumen Las propiedades mecánicas de los esqueletos de corales modulares de aguas profundas como los corales bambú tienen una alta plasticidad fenotípica en cuanto a su calcificación y ramificación, potencialmente estimulada por las corrientes del hábitat, proponiendo como interrogante bajo qué condiciones se calcifican los nodos de dichos corales. A fin de resolver este interrogante, desarrollamos un modelo biomecánico basado en las características relevantes de crecimiento, mecánica y morfología de los corales bambú. Las simulaciones generadas a partir de este modelo permiten evaluar la deformación del eje coralino bajo las fuerzas impuestas por las corrientes marinas y bajo una aproximación de primer orden al modelo de viga de trampolín. El modelo permitió evaluar los efectos de diferentes magnitudes de corrientes sobre éste, con respecto a la rigidez del organismo. Se midieron experimentalmente los módulos de Young de los distintos componentes hidratados del coral para verificar el modelo. La aplicación de modelos computacionales basados en la física al estudio de los corales bambú de alta profundidad, podría contribuir a facilitar el estudio de organismos vivos casi inaccesibles, mientras que conocer las propiedades mecánicas de estos corales puede ser de gran relevancia para comprender mejor la biología y evolución de estos corales, así como para conservar sus hábitats.

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FRACCIONES ABSORBIDAS PARA RADIONÚCLIDOS EMISORES BETA EN COLON V. Peña*, J. A. Puerta, J. Morales Escuela de Física: Grupo de Física Radiológica, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín * [email protected] La Comisión Internacional de Protección Radiológica, ICRP, en su publicación 100 del año 2007, describe la anatomía, morfología y fisiología del tracto alimentario humano, HATM, y propone un modelo dosimétrico caracterizando las regiones blanco de cada uno de los compartimientos que lo componen. Para los emisores beta, la región que más influye en la dosimetría del HATM corresponde a las regiones blanco del colon. El colon en este modelo está dividido en tres regiones, derecho, izquierdo y sigmoideo y a partir de la información dada por el ICRP se determinaron las masas, la profundidad y la forma geométrica de las células blanco para todas las edades. Considerando que el contenido en cada segmento del colon corresponde a la región fuente, se calculó, utilizando el código de Monte Carlo MCNPx, las fracciones absorbidas (AFs) en dicha región para todas las edades debido a radionúclidos emisores beta. El HATM reporta en el anexo F los valores de AFs para radiación beta en hombre adulto calculados con el mismo código. En este trabajo se convalidaron estos cálculos, reproduciéndolos con una incertidumbre aceptable, lo que permite considerar que los valores reportados aquí para las diferentes edades son valores convenientes para el cálculo de dosis en colon de radionúclidos emisores beta.

Archivo: FM-025

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CÁLCULO DE FACTORES DE DOSIS PARA EL Re-188 Luis Carlos Lagares1,3*, José Daniel Muñoz1, Luz Stella Veloza1,2 1

Departamento de Física: Grupo de Simulación de Sistema Físcos, Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá 2 Department Diagnostic and Interventional Radiology, University of Heidelberg 3 Unidad de Oncología y Radioterapia, Hospital Universitario de Santander *[email protected]

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En este trabajo se presenta una simulación Monte Carlo en Geant4 para el cálculo de factores de dosis del Renio 188 en un modelo unidimensional por capas de la articulación de rodilla. El objetivo consiste en calcular un factor característico que permite estimar la dosis de radiación que reciben los diferentes tejidos de la articulación en un tratamiento de radiosinovectomía con Renio 188. Inicialmente se establecen los espectros de radiación beta y de fotones que se usan en la simulación, complementando para ello los generados por el código Monte Carlo Geant4 con los valores reportados en la página del Centro Nacional de Datos Nucleares. Seguidamente, se realiza la simulación, se calcula factores de dosis absorbida y se comparan los resultados con los reportados en la literatura. Finalmente, se indica la forma en que estos factores de dosis se pueden procesar para calcular dosis de radiación absorbida.

Archivo: FM-026


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CÁLCULO DE DISTRIBUCIÓN DE DOSIS EN TRATAMIENTOS DE RADIOSINOVECTOMÍA DE RODILLA CON Re-188, USANDO SIMULACIÓN MONTE CARLO BAJO EL CÓDIGO GEANT4 Luis Carlos Lagares1,3*, José Daniel Muñoz1, Luz Stella Veloza1,2 1

Departamento de Física: Grupo de Simulación de Sistema Físcos, Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá 2 Department Diagnostic and Interventional Radiology, University of Heidelberg 3 Unidad de Oncología y Radioterapia, Hospital Universitario de Santander *[email protected]

La radiosinovectomía es una terapia que utiliza radionúcleos emisores beta para eliminar la inflación de la membrana sinovial que puede presentarse como consecuencia de diferentes procesos patológicos en las articulaciones sinoviales. La dosis necesaria para lograr una terapia exitosa se fija alrededor de 100 Gy, pero las estimaciones dosimétricas tanto analíticas como experimentales en este tipo de procedimientos presentan muchas dificultades, por lo que los métodos Monte Carlo se presentan como una buena alternativa. En este trabajo se utiliza una simulación Monte Carlo en Geant4 para calcular las distribuciones de dosis en un modelo voxelizado de la articulación de rodilla. Este modelo se basa en las imágenes de resonancia magnética nuclear (NMR) de un paciente real, tomadas un día después de recibir una inyección intraarticular de 20mCi de un radiofármaco marcado con Re-188. Durante la simulación se registran las dosis que depositan las partículas emitidas por el Re-188 en cada voxel del modelo de articulación, y se utilizan luego para estimar las dosis promedios en los diferentes tejidos de la rodilla. Se obtuvo que la dosis administrada es adecuada para el tratamiento, con más de 100Gy en el 71% de la membrana y dosis bajas en todos los tejidos aledaños (con excepción de cartílago articular de la rótula, que llega a recibir 47,7Gy)

Archivo: FM-027

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CALCULO DE COEFICIENTES DE DOSIS EQUIVALENTE COMPROMETIDA EN COLON PARA 35S Y 32P PARA ADULTO USANDO EL HATM

B. Peña*, J.A. Puerta, J. Morales Escuela de Física: Grupo de Física Radiológica, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín. * [email protected]

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Las publicaciones 67 y 30 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica, ICRP, recomiendan modelos metabólicos para el 35S y el 32P respectivamente. La misma Comisión en sus publicaciones 68 y 69 reporta coeficientes de dosis efectiva y de dosis equivalente comprometida para trabajador y público en la incorporación de radionúclidos por ingestión, utilizando el modelo del tracto gastrointestinal publicado en la ICRP 30. En este trabajo se calculan los coeficientes de dosis equivalente comprometida en el colon derecho, izquierdo y sigmoideo propuesto en el 2007, en la publicación 100 de la ICRP denominado Modelo del Tracto Alimentario Humano, HATM, utilizando los modelos metabólicos del 35S y 32P y las fracciones absorbidas para emisores beta reportados para hombre adulto en esta misma publicación. Los coeficientes de dosis equivalente comprometida en colon reportados por el ICRP utilizando la metodología propuesta en la publicación 60 de la misma comisión, los cuales usan el tracto gastrointestinal propuesto en la publicación 30, resultan ser mucho mayores que los coeficientes calculados en este trabajo.

Archivo: FM-028


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Funciones de Distribución de Conteo de Fotones de Luz Térmica: Relevancia en membranas fotosintéticas Adriana María De Mendoza Velázquez1*, Ferney Rodríguez1,Luis Quiroga1 1

Departamento de Física: Universidad De Los Andes, A.A. 4976 Bogotá, Colombia. Grupo de Física Teórica de la Materia Condensada * [email protected]

Estructuras fotosensibles tales como pigmentos se distribuyen en superficies biológicas, (membranas celulares), para maximizar la captura de la luz. Los estudios teóricos se basan en el cálculo de la distribución de probabilidad del conteo de fotones, emitidos por una fuente de luz térmica. Estos cálculos incluyen correlaciones de primer orden en la intensidad de la luz percibida por los detectores y no tienen en cuenta los efectos de correlación. En este trabajo se obtiene la distribución de foto-conteo, incluyendo funciones de correlación espacio-temporal de orden superior de tal manera que se puedan cuantificar las detecciones de fotones en más de dos puntos espacialmente distantes, para diferentes geometrías en la distribución de los detectores. El cálculo desarrollado reproduce los resultados existentes de distribución Poissoniana de la recepción de n fotones en una superficie compuesta por L detectores bajo diferentes configuraciones y muestra que la distribución de probabilidad P(n) no obedece necesariamente dicha estadística cuando se incluyen correlaciones espaciales superiores y efectos de correlación temporal. Adicionalmente se evidencia que los valores y patrones de comportamiento de la distribución del foto-conteo depende de la geometría y simetría de las configuraciones de fotodetectores. Los resultados anteriores son aplicados a membranas de bacterias fotosintéticas donde datos recientes de microscopía AFM han puesto de manifiesto diferentes geometrías y/o estequiometrías de los anillos receptores de fotones en bacterias crecidas bajo una variedad de condiciones de luz. Finalmente, se investiga la posible conexión entre esas geometrías específicas de receptores y las propiedades de coherencia espacial de la luz térmica.

Archivo: FM-029

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SIMULACION DE IMÁGENES DE MAMOGRAFIA UTILIZANDO LOS PHANTOMS ACR-156 Y CBR C. Vidal*, J.A. Puerta, J. Morales Escuela de Física: Grupo de Física Radiológica, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín * [email protected] En el presente trabajo se presenta la obtención de la imagen radiográfica de los phantoms estándar para mamografía, ACR-156 y CBR, utilizando el software PENELOPE, considerando todas sus características físicas. Se simuló el espectro característico de rayos – x de un mamógrafo Mo-Mo, cada uno de los phantoms y la formación de la imagen en un detector digital. También se simuló la rejilla anti-difusora que es un dispositivo utilizado para minimizar la radiación dispersa, que es uno de los factores de ruido en la imagen. A la distribución de energía en el receptor se le atribuye un nivel de gris, de acuerdo a la intensidad de energía que incide en cada pixel, de tal forma que se pueda manipular la imagen formada digitalmente. Por el método de la transformada de Fourier se determina la distribución de frecuencias de la imagen y se realizaron filtrados pasa-banda que eliminaron ruido sin perder información pertinente en las imágenes como son las microcalcificaciones, las fibrillas y las masas. El método propuesto en este trabajo, permitió establecer una relación de parámetros como: dosis glandular media y distribución de dosis, versus calidad de la imagen. Este trabajo constituye un primer paso a la obtención de una mejor resolución y contraste en la imagen; parámetros estos de importancia fundamental en este tipo de exámenes.

Archivo: FM-030


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Modelo Matemático para Control de Coagulación de la Sangre a partir de Patrones Dinámicos Bio-Speckle M. Patiño-Velasco 1, L. Pencue-Fierro 1, D. Bravo-Montenegro2* 1,2

Profesor(es) Asociado(s). Departamento Física: Grupo de Óptica y Laser. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca). * [email protected]

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En este trabajo se presenta un modelo matemático lineal de primer orden con retardo, para caracterizar el tiempo de coagulación de la sangre mediante la técnica de speckle dinámico. La plataforma experimental dispone de una cámara ccd, un láser de He-Ne y un computador donde se despliegan las curvas experimentales en tiempo real. Se muestran los resultados experimentales de las muestras de sangre, su análisis y se propone (en simulación) el desarrollo de un sistema de control para controlar el tiempo de coagulación de la sangre.

Archivo: FM-031

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CARACTERIZACIÓN DEL HAZ DE FOTONES DE ACELERADORES LINEALES J. M. Barrera 1*, J. A. Puerta1, J. Morales 1 1

Escuela de Física: Grupo de Física Radiológica, Universidad Nacional de Colombia sede Medellin * [email protected] RESUMEN

Las energías más utilizadas en el tratamiento de cáncer con aceleradores lineales son de 4, 6, 8, 10 15 y 18 MV. Con el fin de desarrollar un método preciso de verificación de los planes de tratamiento se ha simulado el cabezal de un acelerador lineal, en donde se encuentran: el blanco, el filtro aplanador, colimadores y las mandíbulas. Los aceleradores simulados corresponden a los construidos por la empresa Varian. Los modelos simulados son los Clinacs 2100C, 2100C/D y 2300C/D, y la simulación se realizó utilizando el Código de Monte Carlo PENELOPE. La simulación se hizo mediante dos pasos: En primer lugar con el paquete PENGEOM de PENELOPE se construye la geometría del cabezal del acelerador con información detallada, suministrada por el fabricante, para después, con un haz monoenergétio de 6, 8, 10 15 y 18 MeV de electrones, al colisionar con un blanco, obtener el espectro energético y con la base de datos generada, denominado espacio de fase, fueron utilizados para la comparación del espectro obtenido y publicados por SheikhBagheri and D. W. O. Roger. Con los espectros generados se obtuvieron los parámetros que nos permiten caracterizar el haz de fotones de estos aceleradores, como son: la curva de dosis en profundidad y el factor TPR20,10.

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Archivo: FM-032


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FRACIONES DE ABSORCION ESPECÍFICAS PARA FOTONES CON LA TIROIDES COMO ORGANO FUENTE DEL PHANTOM COMPUTACIONAL DE REFERENCIA DEL ICRP/ICRU J. C. Ocampo1*, J. A. Puerta1, J. Morales1 1

Escuela de Física: Grupo de Física Radiológica, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín * jcocampor @unal.edu.co .

La Comisión Internacional de Protección Radiológica, ICRP, en su publicación 110 de 2009, propone simuladores del Hombre y Mujer de Referencia, denominados phantom computacional de referencia, los cuales son phantom voxelizados. En este trabajo, fueron calculadas las fracciones de absorción específicas (SAF), utilizando el phantom voxelizado del hombre de referencia con el código de Monte Carlo MCNPX. Las SAF fueron calculadas para el caso en el cual el órgano fuente es la tiroides y se consideraron 18 órganos blanco. Los resultados obtenidos presentan una baja incertidumbre estadística y fueron comparados con los cálculos basados en phantoms analíticos de Cristy y Eckerman. Los resultados muestran grandes diferencias y estas son debidas a la forma geométrica, distribución de los órganos y distancia entre órganos y tejidos, que resultan más realista del los phantoms voxelizados.

Archivo: FM-033

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SIMULACION DE ESPECTROS DE RAYOS X EN MAMOGRAFIA POR METODO DE MONTE CARLO

J. C. Ocampo*, A. Puerta, J. Morales Escuela de Física: Grupo de Física Radiológica, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín * jcocampor @unal.edu.co .

Uno de los principales problemas que se presentan en el cálculo de la Dosis Glandular Media en mamografía, es la definición y caracterización del espectro de rayos-x utilizada en este tipo de examen radiológico. En este trabajo utilizamos el paquete MCNPX para generar espectros de rayos x en el rango de energías de aplicaciones en mamografía. Para lograr este objetivo se utilizó un modelo general de la geometría, cambiando el espesor del filtro y los materiales constituyentes del ánodo y filtro. Se considero la producción de rayos x característicos y la debida a la radiación de frenado, simulando el haz de electrones emitidos por el filamento (cátodo). Se obtuvieron los espectros para diferentes combinaciones de ánodo/filtro, específicamente para Mo/Mo, Rh/Rh, W/Rh y las nuevas combinaciones de Ag/Ag y W/Ag utilizados en equipos modernos de mamografía. Con esto se pudo comparar las características de estos espectros para evaluar su futura incidencia en la formación de imágenes de buena calidad y calculo de dosis.

Archivo: FM-034


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FRACCIONES DE RETENCIÓN Y EXCRECIÓN DEL URANIO USANDO EL MODELO DEL TRACTO ALIMENTARIO HUMANO (ICRP 100)


El comportamiento metabólico del uranio está basada en el modelo compartimental propuesto por la publicación 67 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica, ICRP, las curvas de retención y excreción están publicadas en las recomendaciones del ICRP 78, el cual asume el Modelo del Tracto Respiratorio Humano publicado en 1994 por la misma Comisión en su publicación 66 y el Modelo del Tracto Gastrointestinal de la publicación 30. Este es uno de los modelos más complejos ya que incluye un gran número de compartimientos y recirculación. En este trabajo se ha resuelto este modelo metabólico del Uranio, considerando el Modelo del Tracto Alimentario Humano del ICRP publicación 100 de 2007. Para esto, utilizamos el método matricial para resolver el sistema de ecuaciones resultante del modelo compartimental. Como resultado, se obtuvieron las curvas que muestran el comportamiento de la actividad retenida en el cuerpo entero y la actividad excretada en orina y heces. De esta forma se hace la comparación entre los dos modelos donde claramente se pueden apreciar diferencias, estas pueden ser significativas a la hora de evaluar la actividad incorporada. Esta comparación se realizó para la incorporación de uranio debido a ingestión e inhalación (Tipo F, M y S) y asumiendo el para inhalación un AMAD de 5µm y las fracciones de absorción dadas para el trabajador ocupacional.

Archivo: FM-035

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EVALUACION DE FRACIONES DE AUTOABSORCION DE ELECTRONES EN ORGANOS VOXELIZADOS


En dosimetría interna tanto en protección radiológica como en medicina nuclear el ICRP y el MIRD asumen que para la emisión de electrones por parte de órganos fuentes estos son totalmente absorbidos en el mismo órgano sin importar de cual tejido se trate y cual sea la energía emitida. La Comisión Internacional de Protección Radiológica, ICRP, en su publicación 110 de 2009, propone simuladores del Hombre y Mujer de Referencia, denominados phantom computacional de referencia, los cuales son phantom voxelizados. En este trabajo simulamos el transporte de electrones para este phantom computacional de referencia en los diferentes órganos volumétricos tales como: Páncreas, tiroides, hígado, cerebro, vaso, riñones, etc, para energías entre 10 KeV y 4 MeV, utilizando el código de Monte Carlo MCNPX. En este estudio se determinó este formalismo del MIRD y del ICRP es válido hasta energías entorno a los 100 y 500 KeV dependiendo del tamaño del órgano, pero para energías mayores este formalismo es una aproximación que daría una sobreestimación de la Fracción Absorbida en el órgano fuente y blanco y una subestimación en los órganos vecinos.

Archivo: FM-036


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CALCULO DE COEFICIENTES DE DOSIS EQUIVALENTE COMPROMETIDA POR INCORPORACION POR INHALACION E INGESTION, PARA 3H PARA ADULTO USANDO EL HATM

J.Zutta*, J.A. Puerta, J. Morales Escuela de Física: Grupo de Física Radiológica, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín. * [email protected]

La ICRP en el año 2007 propuso en su publicación número 100, un Modelo del Tracto Alimentario Humano (HATM), el cual contiene un modelo morfológico detallado, describiendo en este la absorción, retención y excreción de radionúclidos incorporados por ingestión e inhalación, siendo un modelo que incluye los coeficientes de transferencia entre las diferentes regiones, para diferentes edades y géneros. El HATM proporciona una metodología para el cálculo de dosis en los diferentes órganos del tracto alimentario, reemplazando el modelo gastrointestinal adoptado por la misma comisión en su publicación 30 en el año de 1979. El modelo del ICRP 30 fue utilizado por la publicación 78 del ICRP, donde se reportan los diferentes coeficientes de dosis debido a la incorporación por ingestión e inhalación, para el monitoreo individual en la exposición interna de trabajadores. En este trabajo se calcula los coeficientes de dosis equivalente comprometida, con los cambios propuestos en el HATM, utilizando los modelos metabólicos propuestos en la publicación 78 de la ICRP para el 3H. Los resultados obtenidos se comparan con los coeficientes reportados en la publicación 78 utilizando el modelo del tracto gastrointestinal de la publicación 30 de la misma comisión, mostrando diferencias significativas en el coeficiente de dosis equivalente comprometida de algunos órganos.

Archivo: FM-037

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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN KILOVOLTÍMETRO PARA RADIODIAGNÓSTICOS A. M. Gallego1, J. Morales1, G. Vargas2, J. A.Puerta1 S. Solano2 1

Departamento de Física: Grupo de Física Radiológica, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín 2 Departamento de Física: Grupo de Instrumentación Electrónica, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín [email protected] La atenuación diferencial de los rayos x en órganos y tejidos humanos es la base de las imágenes diagnósticas. El Kilovoltaje pico, KVp, es el parámetro físico que controla el contraste de la imagen, y en programas de control de calidad en radiodiagnóstico se debe controlar su exactitud y repetibilidad. En este trabajo se presenta el diseño y construcción de un kilovoltímetro no invasivo, con base en un fotodiodo que posee un centellador cerámico. Los resultados de este kilovoltímetro muestran buena concordancia con el rango útil de la radiografía convencional, La parte electrónica se manejó con una tarjeta de adquisición de datos interconectada a un computador en el cual mediante software se procesaron y presentaron los resultados.

Archivo: FM-038


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Descripción del comportamiento fisiológico del ser humano y la emisión de CO2 Florían L. Lizeth I.1*, Gómez H. C. Lorena1, Forero Ch. Nelson L.1 1

Grupo de Investigación en Física del Medio Ambiente y Energía Solar - FMAES, Universidad Distrital, Bogotá, Colombia * Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

Los índices de transpiración (evotranspiración) que conducen a una mayor o menor emisión de dióxido de carbono (CO2) están directamente relacionados con la actividad metabólica del cuerpo humano. En este artículo se presenta un análisis del seguimiento de la fisiología respiratoria que experimenta un grupo de personas presentes en un recinto cerrado que desarrollan actividades rutinarias. El análisis se basa en la medición de los niveles de CO2 emitidos, los cuales son monitoreados mediante un sistema de adquisición de datos de bajo costo, desarrollado a partir de la arquitectura de la Instrumentación Virtual. Los resultados obtenidos y su análisis, se contrastan con los límites de concentración de CO2 establecidos por organizaciones internacionales, ya que debido a la condición asfixiante de éste gas, puede influir en los procesos funcionales y en el desempeño de las actividades del ser humano.

Archivo: FM-039

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TRANSPORTE DE SEÑALES EN MICROTÚBULOS Y TERAPIA NEURAL: SUGERENCIAS PARA VALIDAR UNA HIPÓTESIS 1

Yamile Cruz1, Ramón Fayad2 Facultad de Medicina, Medicinas Alternativas, Universidad Nacional de Colombia 2 Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas, Universidad Del Rosario, Bogotá,Colombia

[email protected] La terapia neural es una práctica médica no convencional en la cual se inyectan anestésicos locales (procaína o lidocaína) en concentraciones en un rango de 1 – 10 mg/ml, en cantidades entre 1-10 cm3 con fines terapéuticos mas no anestésicos. Los lugares de aplicación en diferentes partes del cuerpo los escoge el neuroterapeuta de acuerdo con la historia de vida del paciente, particularmente en lo que a enfermedades o patologías anteriores se refiere. El mecanismo de acción de los anestésicos locales en esta terapia no se conoce aun cuando a la procaína se le atribuyen acciones remotas al lugar de aplicación. Las propiedades eléctricas de este anestésico suelen relacionarse con modificaciones en el transporte de señales en el sistema nervioso. y en el restablecimiento del potencial fisiológico de membrana. Los resultados terapéuticos de esta práctica se han venido consolidando a pesar de que no se basan en relaciones de causalidad y que sus bases experimentales no emplean la metodología de doble ciego. Consideramos que estos son temas fundamentales de la terapia neural que requieren una interpretación físico-química. En la literatura se reportan varios modelos biofísicos que explican el transporte de señales en los microtúbulos celulares. En este trabajo proponemos que la propagación de señales en microtúbulos neuronales podría estar involucrada en los mecanismos de acción de la procaína en terapia neural. Sugerimos algunos estudios experimentales que conduzcan a una interpretación científica rigurosa de las observaciones reportadas y de los efectos remotos que se atribuyen a la inyección de procaína en terapia neural. .

Archivo: FM-040


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CURSO VIRTUAL DE PROTECCIÓN RADIOLÓGICA: UNA HERRAMIENTA DE APOYO PEDAGÓGICO PARA LA MAESTRÍA EN FÍSICA MÉDICA. AM.González1, MC. Plazas1,2 1

Maestría en Física Médica: Departamento de Física: Grupo de Física Médica, Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá. 2 Departamento de Física: Grupo Física Médica, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá. [email protected] [email protected] RESUMEN La protección radiológica es importante en los campos médico, industrial y ambiental cuando se trabaja con radiaciones ionizantes. La irradiación por el uso médico es la mayor fuente de exposición y teniendo en cuenta los riesgos asociados, se exige legalmente que el Médico y el Físico-Médico, tengan los conocimientos necesarios de protección radiológica para asegurar que el uso de radiaciones ionizantes en la práctica médica se lleve a cabo de forma óptima. Para la elaboración del curso virtual como herramienta pedagógica, se utilizó la plataforma blackboard de la Universidad Nacional de Colombia, la cual sirve como soporte a los procesos de enseñanza-aprendizaje que cuenta con herramientas especializadas para la elaboración de contenidos llamados aplicaciones de hipertexto. Se completaron plantillas con materiales formativos, imágenes, audios, videos, documentos con producciones multimedia para que el estudiante pueda comunicarse con sus compañeros de clase, profesores y tutores, sin limitaciones espacio-temporales. Se ha concebido este apoyo pedagógico de forma que proporcione formación teórica sobre conceptos importantes, como son entre otros: Interacción de la radiación con la materia, radiactividad, fuentes naturales y artificiales de radiación, instrumentos y dispositivos de control, magnitudes dosimétricas, manejo de los parámetros tiempo, distancia, y cálculo de blindajes, procedimientos operacionales para disminuir los riesgos a la radiación interna, transporte de materiales radiactivos, gestión de desechos radiactivos y normas nacionales e internacionales.

Archivo: FM-041

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SIMULACIÓN DE LA ALEACIÓN 95%Ni-2%Mn-2%Al-1%Si POR MONTE CARLO R. A. Bonilla1, D. Peña Lara1,*, J. Trujillo2, J. E. Diosa1, and H. Correa3 1

Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360, Cali (Colombia) Universidad de Cartagena, Cartagena, Colombia 3 Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, Armenia (Colombia) * [email protected] 2

Resumen

En este trabajo reportamos los resultados de los datos de la transición de segundo orden del calor especifico de la aleación 5%Ni-2%Mn-2%Al (alumel) a campo magnético cero y presión normal por la técnica de calorimetría de alta resolución ac (para varios corridos repetidos de calentamiento). El método de Monte Carlo para ajustar el comportamiento del calor específico como función de la temperatura fue el algoritmo de Metrópolis con la tasa de Glauber para redes cuadradas y cúbicas bajo el modelo de Blume-Capel, debido a los estados que se asumieron: Ferromagnético, debido a la presencia de Ni (principal configuración, espín +1), Antiferromagnético por el Mn (espín -1) y como diluidor, la presencia del Al (espín 0). Se usaron redes de 64 × 64 para redes bidimensionales y 16×16×16 para las cúbicas. Los resultados muestran que el alumel presenta una estructura planar con interacciones débiles entre los planos ya que los resultados experimentales se ajustan muy bien a las redes cuadradas. La estructura del alumel es top secret. Las características de este sistema cerca de la temperatura crítica son muy similares para el Ni puro.

Archivo: FM-042


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MONITOREO DE LA ENERGÍA DE UN PULSO LASER DE Nd:YAG Y ESTUDIO LIBS DE PLASMAS DE TEJIDO CORNEAL DE UN OJO DE BOVINO 1*

1*

2

2

2

L. Sierra J , L. Rosellón G. , P. Pacheco , J. Álvarez , R. Sarmiento , F. Peña M 1

3

2

Estudiante Programa de Física, Profesor Programas de Física Grupo de Espectroscopía Óptica de Emisión y Laser GEOEL Universidad del Atlántico, Km 7 Vía a Puerto Colombia, A.A 1890 Barranquilla, Colombia 3 Medico Oftalmólogo Epidemiólogo, Clínica Oftalmológica del Caribe, Calle 86 No. 50–158, Barranquilla, Colombia 1,2

*[email protected], *[email protected] El empleo de laseres de Nd:YAG en cirugías oculares requiere que éste tenga una excelente estabilidad en el tiempo respecto a distintas variables físicas de tal forma que produzcan un haz adecuado y con parámetros de control muy precisos, en particular para la energía del haz. Sin embargo, su uso frecuente y cambios físicos pueden conducir a su descalibración y dar lecturas incorrectas. En este trabajo reportamos un monitoreo de la energía de pulsos de un laser de Nd:YAG operando en 1064 nm, midiéndola en el plano perpendicular al haz justo antes e inmediatamente después de las cirugías; con un medidor de potencia NOVA II y sensor PE25BB-DIF de Ophir. Con las mediciones realizadas se graficó la energía por pulso en función del número de pulsos, indicando que existe una fluctuación respecto al valor reportado por el equipo laser y al valor promedio de las medidas tomadas. Por otro lado, se aplicó la técnica LIBS para estudiar el plasma producido por un laser de Nd: YAG a 532 nm al enfocar la radiación con una lente de 12 cm sobre la córnea y tejido adyacente en un ojo de bovino. Para formar el plasma, se empleó una energía promedio de pulsos laser de 85 mJ a una frecuencia 5 Hz. La radiación del plasma fue conducida con una fibra óptica a la entrada de un espectrógrafo óptico de 0.25 m de distancia focal, equipado con una red de 1200 líneas/mm y un detector de 2048 pixeles. Los espectros registrados y analizados en la región de 300-850 nm mostraron líneas espectrales pertenecientes a Na, N, H, Ca, K, características en este tipo tejido.

Archivo: FM-043

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LA FÍSICA DE UNA LÁMPARA DE FOTOTERAPIA TIPO LED PARA EL TRATAMIENTO DE LA ICTERICIA EN NEONATOS “Un caso del efecto biológico de las radiaciones no ionizantes” Cruz S., Emeterio 1,*, Marín Q., Francisco .2 1

Departamento de Ingeniería Biomédica: Grupo de Investigación de Ingeniería y Desarrollo Tecnológico Aplicado, ECCI y Física Médica UNAL de Colombia. 2 Departamento de Ingeniería Biomédica: Grupo de Investigación de Ingeniería y Desarrollo Tecnológico Aplicado, ECCI, Carrera 19 Nº 49 -20 Bogotá, D. C., Colombia * [email protected] RESUMEN En el campo de los efectos biológicos debido a las radiaciones no ionizantes se presenta el caso de la fototerapia para el tratamiento de la ictericia que es una patología muy común en neonatos y en algunos casos, la ictericia debe ser tratada mediante fototerapia, que consiste en hacer incidir sobre el neonato radiación no ionizante con λ entre 425 y 475 nm, que corresponde a luz azul. El presente trabajo muestra las características Físicas de una lámpara de fototerapia tipo led desarrollada en el grupo de investigación INDETECA y la Física de los efectos Biológicos de su radiación sobre el neonato, en este caso efectos que permiten que las moléculas de bilirrubina en la piel expuestas a la luz experimenten reacciones fotoquímicas en corto tiempo, generándose isómeros excretables y favoreciendo así la disminución de los índices de bilirrubina; en esta situación los efectos son benéficos, sin embargo, la discusión se presenta

en torno a los efectos posibles en el campo de la

radiación electromagnética usada para transmisión de datos.

Archivo: FM-044


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MODELO CINÉTICO PARA LA FORMACIÓN DE OPIONÍON: LA INFLUENCIA DE LA CAMPAÑA PUBLICITARIA Juan Felipe Cristancho*, Carlos Quimbay Departamento de Física, Grupo de Econofísica y Sociofísica Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, D. C. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Durante los últimos años en la literatura se han planteado diferentes modelos que desde múltiples enfoques han estudiado la dinámica de la formación de opinión en un determinado grupo social. En este trabajo consideramos un modelo cinético de formación de opinión a partir del cual describimos la influencia que tiene la campaña publicitaria en la formación de opinión. Lo anterior lo realizamos mediante una modificación del mecanismo de intercambio en el que están basados los modelos cinéticos de distribución de dinero, incluyendo un término que da cuenta del efecto que tienen los medios de comunicación en la formación de opinión de un público específico. Realizando una simulación basada en el modelo propuesto, obtenemos que la ruptura espontanea de simetría previamente reportada en la literatura para esta clase de modelos desaparece. Estudiamos entonces la nueva forma funcional que tiene el sistema al incluir los efectos de la campaña publicitaria en la formación de opinión, lo cual puede ser relevante en diversas áreas como lo son la publicidad, la psicología y la sociología.

Archivo: FM-045

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BRAQUITERAPIA DE ALTA TASA DE DOSIS PARA TRATAMIENTO DE CANCER CERVICAL UTILIZANDO FUENTES DE 60Co

Carolina Alba Martinez1,Lorena Sandoval Castillo2 Alejandro Bolívar Suarez3 1, 2,3

Escuela de Física: Grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia., Tunja [email protected], [email protected], [email protected]

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Las fuentes radiactivas de 192Ir son utilizadas para tratamientos de braquiterapia de alta tasa de dosis (HDR). Las fuentes de 60Co con una misma geometría y diferente actividad son también utilizadas en tratamientos HDR, estas ofrecen una conveniencia económica y logística en los recambios de las unidades de tratamiento, principalmente para los centros de radioterapia que manejan bajos volúmenes de pacientes. En este trabajo se realiza un análisis dosimétrico de las curvas de isodosis y su distribución en órganos críticos, los tiempos de tratamiento, un análisis estadístico de morbilidad en pacientes el cáncer de cérvix comparándolas dos técnicas, controles de calidad y un análisis sobre las conveniencias de utilizar el 60Co a futuro en centros hospitalarios.

Archivo: FM-046


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CÁLCULO DE BLINDAJES ESTRUCTURALES PARA ISOTOPOS DE 99mTc, 131I, 67 Ga, 111In EN CUARTOS CALIENTES DE CENTROS DE MEDICINA NUCLEAR Hernán Olaya Dávila1, Carolina Alba Martinez2,Lorena Sandoval Castillo3 1, 2,3

Escuela de Física: Grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia., Tunja [email protected], [email protected], [email protected] . Actualmente en los centros de medicina nuclear se preparan radiofármacos para los pacientes de manera práctica debido a que las radiofarmacias entregan las preparaciones en forma de unidosis con base en los requerimientos de cada centro. Los cuartos calientes son los lugares donde se llevan a cabo dichas preparaciones con material radiactivo, estas instalaciones deben cumplir con normas de radioprotección y de seguridad física y radiológica. En este trabajo se realizan cálculos de blindajes con base en los coeficientes de atenuación másicos y lineales, los espesores, su ubicación espacial dentro del centro, las cantidades (actividades) de cada isotopo, las energías gamma de emisión, los tiempos de semidesintegración y la permanencia de los trabajadores, pacientes y público en general.

Archivo: FM-047

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INFLUENCIA DEL RIPPLE EN LA DOSIS Y EL RIESGO RADIOLOGICO EN UN EXAMEN CON RAYOS X

A. Arrieta*, J. Morales, W. Jaramillo, J. A. Puerta Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín *[email protected] Las radiaciones ionizantes en medicina, requieren de un estudio minucioso de los parámetros físicos que involucran cada examen y de la evaluación de la dosis absorbida en los tejidos del cuerpo humano; esto permite estimar el riesgo radiológico de pacientes y de personal ocupacionalmente expuesto. En este trabajo se realizó una investigación en cuanto a cómo los procesos de rectificación de la corriente alterna de alta tensión en un equipo de rayos X inciden en la dosis que recibe el paciente durante una exposición. Para ello se generaron algunos espectros de rayos X con ripples de 0.09, 0.5 y 1 y obtuvieron curvas de dosis en profundidad para estos, mediante simulación de Monte Carlo utilizando el código PENELOPE y un simulador matemático de la región torácica.

Archivo: FM-048


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ESTUDIO Y MEDICIÓN IN-VITRO DE LAS CARACTERÍSTICAS DIELÉCTRICAS DE LA PITAHAYA AMARILLA POR MEDIO DE IMPEDANCIA COMPLEJA H. A. Cortes1, R. Suarez2 y J. Castillo1 1

Programa de Física: Grupo de Materiales Magnéticos & Nanoestructuras, 1 Universidad del Quindío, A.A. 460, Armenia Colombia 2 Programa de Biología, Universidad del Quindío, A.A. 460, Armenia Colombia *Email: [email protected] RESUMEN Presentamos resultados de la caracterización de la pitahaya amarilla con diferentes grados de maduración, mediante la técnica de Espectroscopia de Impedancia eléctrica (EIS). Se diseño y construyo una celda para realizar medidas de EIS sobre frutas en un rango de frecuencias comprendido entre 40 Hz y 5 MHz a temperatura ambiente y como función de la humedad relativa, de donde se determina la información eléctrica sobre las condiciones de la membrana celular de la fruta. La aplicabilidad de la EIS fue evaluada para estimar las etapas de maduración de las pitahayas, las frutas verdes fueron maduradas a diferentes temperaturas durante el mismo tiempo, el grado de maduración fue evaluado inspeccionando el color de la cáscara y los cambios en la textura de la pulpa. La impedancia eléctrica de la pulpa fue medida utilizando electrodos de plata para diferentes distancias entre los electrodos. Respectivamente, la parte real e imaginaria de la impedancia como función de la frecuencia muestra un comportamiento exponencial estirado y un comportamiento asimétrico alrededor de un máximo para una frecuencia característica de 11.5 KHz, asociado a la relajación β reportada en la literatura para sistemas biológicos. Los diagramas de Nyquist muestran un semicírculo alargado, el cual es modelado mediante un circuito equivalente y de donde es posible obtener los valores de la resistencia intra-celular y extra-celular para cada grado de maduración de la fruta, encontrando diferencias significativas en estos parámetros para las diferentes temperaturas de los tratamientos de maduración.

Archivo: FM-049

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CINÉTICA DE DEGRADACIÓN DE DPPH Y ABTS DEBIDO A LA PRESENCIA DE EXTRACTO NATURAL DE COROZO: UN ESTUDIO POR EPR. Ovidio Almanza1*, José G. carriazo2 y Coralia Osorio2 1

Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad Nacional de Colombia. 2 Departamento de Química, Universidad Nacional de Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

ABTS (2,2`-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)) y DPPH (1,1-diphenyl-2picrylhydrazyl) fueron usados como dos radicales estables de prueba, en unos ensayos que buscaban evaluar la capacidad del corozo (fruta tropical) de reducirlos o eliminarlos, en condiciones experimentales. Lo anterior es conocido como la capacidad antioxidante de una sustancia, en este caso de nuestra fruta. La cinética de degradación de esos radicales estables fue evaluada por resonancia paramagnética electrónica (EPR) y los resultados mostraron una disminución de la concentración de radicales en función del tiempo, lo que sugiere que el corozo pueda ser recomendado como antioxidante natural, en su consumo a través de jugos.

Archivo: FM-050


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Diseño de prototipo de dosímetros de alanina/gel de agarosa para altas dosis de radiación Esperanza Castellanos1,4, Elizabeth Gil2, Ovidio Almanza3, Milciades Diaz4 1 Centro Javeriano de Oncologia, Bogotá, Colombia. 2 Departamento de Química PUJ, Bogotá, Colombia. 3 Departamento de Física, Universidad Nacional, Bogotá, Colombia. 4 Departamento de Física PUJ, Bogotá, Colombia. [email protected] .

La alanina es un aminoácido que al ser irradiado sufre un daño único, función de la dosis absorbida, que se manifiesta por la aparición de un comportamiento que puede ser estudiado mediante espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica (ESR). En este trabajo se desarrolló un prototipo de dosímetros de alanina/ESR para determinación de altas dosis absorbidas de radiación ionizante. Se fabricaron dosímetros de alanina con gel de agarosa como material aglutinante, en forma de láminas maleables muy finas (1 mm de espesor y masa de alanina ≥ 120 mg), para determinar dosis en zonas de alto gradiente. Los dosímetros fueron caracterizados mediante un haz de 4MV de un acelerador lineal y estudiados en un haz de Ir-192 de un sistema de carga diferida automática para braquiterapia de alta tasa de dosis. Los espectros de ESR fueron obtenidos en un espectrómetro Bruker ESP 300. Se evaluó la reproducibilidad de la respuesta ESR de diferentes elementos de una lámina de alanina en gel de agarosa y el comportamiento de la distribución de la dosis alrededor de un aplicador en forma de cilindro con láminas superpuestas simulando tejido. Si bien, encontramos diferencias entre la curva teórica de disminución de la dosis con la distancia desde la fuente y la curva experimental obtenida con el prototipo de dosímetros, los resultado obtenidos corroboran nuestra hipótesis de la factibilidad del uso de esos dosímetros para dosimetría in vivo en braquiterapia. El prototipo debe, sin embargo, ser perfeccionado para garantía de la exactitud requerida en aplicaciones clínicas.

Archivo: FM-051

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EVOLUCION TEMPORAL DE SISTEMAS EN LA PRODUCCION EXCESIVA DE CELULAS EN ENTIDADES BIOLOGICAS F. Ramírez Universidad Distrital Francisco José de Caldas RESUMEN En medicina el proceso en el cual las células se desprenden de un tumor primario y se arrastran a través de los tejidos circundantes es la famosa invasión del cáncer. Dinámicamente esto permite a estas células moverse en un vaso sanguíneo y desarrollar una serie de cambios en el comportamiento celular, en particular los cambios en la motilidad y la producción de enzimas que descomponen el tejido circundante. Actualmente el desarrollo de nanoestructuras es una herramienta en la evolución del tratamiento y diagnostico para combatir las células afectadas por el cáncer, paralelo a esto se han desarrollado modelos del comportamiento invasivo, centrándose en el movimiento dirigido de estas células. Partiendo de esto se realiza un razonamiento sobre el planteamiento en el cual el aumento de los niveles de producción de enzimas en exceso puede causar que las células se comporten menos agresivas, esto junto con los hechos que han conducido por el camino a la solución de la invasión de sistemas cancerígenos.

Archivo: FM-052


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PLACA ZONAL DE FRESNEL PARA ONDAS DE ULTRASONIDO SIMULACION POR MÉTODO DE LATTICE BOLTMANN Pulido L.M, Muñoz J.D Departamento de Física. Grupo de Simulación de Sistemas Físicos. Universidad Nacional de Colombia. [email protected] RESUMEN A partir de un modelo de Lattice Boltmann se realizó la simulación y el experimento de una fuente de ondas de ultrasonido que se propaga en el espacio y se difracta a través de una Placa Zonal de Fresnel (PZF). La PZF es un elemento difractivo que permite enfocar ondas en medios heterogéneos y al actuar como una lente, permite obtener una imagen de la fuente de ondas ultrasonoras. Actualmente, se han desarrollado ampliamente dispositivos de imágenes con ultrasonido mediante el uso de PZF como transductores de longitud de onda entre 2 -15MHz. De la simulación se obtuvo la intensidad a lo largo de un eje, y se halló la región del espacio donde ésta es máxima, calculando así la magnificación de la placa zonal. Teniendo en cuenta que la magnificación producida no es óptima (7 veces la intensidad en el punto de mayor enfoque de acuerdo a resultados experimentales) se propone el diseño y construcción de la misma a partir del principio de Huygens Fresnel, considerando el patrón de radiación de la fuente con el fin de mejorar la capacidad de enfoque. Experimentalmente, se determinan los puntos equifásicos a una distancia determinada entre el emisor de ondas de ultrasonido (40 KHz) y la placa, y a partir de este lóbulo de radiación se construyen los anillos concéntricos de la PZF. Asimismo, a partir de la simulacion realizada se describen las ventajas del método de Lattice Bolztmann para la propagación de ondas y se desarrollan diversas técnicas de optimización y paralelización del algoritmo para reducir el tiempo de cómputo en 40 veces aproximadamente. De igual manera se propone el desarrollo del algoritmo utilizando unidades de procesamiento gráfico (GPU) mediante el software CUDA con el fin de mejorar tanto la capacidad de almacenamiento como el tiempo de cómputo de la simulación.

Archivo: FM-053

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DINÁMICA DE LA SEDIMENTACIÓN Y DEFORMACIÓN DE VESÍCULAS LIPÍDICAS EN LA PRESENCIA DE FUERZAS ELECTROSTÁTICAS Iván Rey Suárez1, 2, Gabriel Tellez Acosta1, Guillaume Gay3, Andrés Gonzalez Mancera2, Chad Leidy1* 1

Departamento de Física: Grupo de Biofísica, Universidad de Los Andes, 2Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Los Andes, 3Universidad Paul Sabatier III, Toulouse *Email del Autor correspondiente: cleidy @uniandes.edu.co

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Vesículas lipídicas gigantes o GUVs compuestas del lípido POPC y marcadas con NBD-PE fueron preparadas en diferentes soluciones de sucrosa usando el método de electroformación. Las vesículas fueron luego resuspendidas en soluciones de glucosa con la misma concentración para obtener condiciones isotónicas. La sedimentación y deformación de las vesículas fue estudiada con microscopía confocal y de SPIM (single plane imaging microscopy). Los resultados muestran una relación entre cambio de área porcentual (strain) y tensión superficial que concuerda con la teoría de mecánica de membranas. La presencia de carga negativa en la superficie del vidrio da origen a una interacción electrostática con las vesículas, también con carga negativa. Esta interacción es modelada usando la aproximación lineal de Derjaguin para una solución de electrolitos. Se encontró que las distancias de equilibrio de las vesículas que predice la teoría concuerdan con las mediciones de vesículas sedimentadas usando microscopía confocal. Se implemento el método de integral de frontera para simular la sedimentación de vesículas en un fluido viscoso (flujo de Stokes). En el modelo se implementa un campo de fuerza que tiene en cuenta la tensión local, fuerza de curvatura local, fuerza gravitacional y la fuerza de interacción electrostática con la superficie. Los resultados de las simulaciones predicen los resultados obtenidos experimentalmente y nos dan información adicional de la dinámica de sedimentación de las vesículas y su deformabilidad.

Archivo: FM-054


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IMPACTO RADIOLÓGICO PRODUCIDO POR LA DISPERSIÓN DE I-131 EMITIDO A LA ATMOSFERA EN EL ACCIDENTE DE LA CENTRAL NUCLEAR DE FUKUSHIMA N. R. Perico1, H. Olaya-Dávila1, S. A. Martínez-Ovalle1* 1

Grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja. * s.agustí[email protected] RESUMEN

En este trabajo se hace un estudio sobre las posibles consecuencias a la población, que eventualmente tuvieron lugar con la emisión de uno de los contaminantes más peligrosos que se emitieron a la atmosfera en la central nuclear de Fukushima, en este caso I-131. Los niveles de radiación medidos en distintos puntos, tanto en el entorno de la central como a grandes distancias de la central (Europa), presentan al yodo 131 como radionucleido más crítico frente al Cs-137 y Cs-134. La dispersión del contaminante es estudiada mediante el modelo gaussiano propuesto por un reciente estudio (EUR 14179), mediante el cual se consigue estimar el factor de dilución, la concentración del contaminante en aire a diferentes distancias, las posibles dosis en tiroides estimando la cantidad de I_131 incorporada por un habitante durante un año. El modelo planteado también permite calcular la contaminación resultante en el suelo por causa de la lluvia. El modelo involucra variables de afectación como: el efecto duplicador del suelo cuando la nube choca con el mismo, la velocidad del viento, el empobrecimiento por precipitación seca, entre otros. Todos los cálculos están basados en los términos fuente suministrados por la información reportada por el gobierno japonés a través de comunicados y por el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y la Unión Europea, en las que se estipula que fueron emitidas desde la central 140000 billones de Bequerelios de I-131 y 9000 Terabequerelios de Cs137. A partir de éstos términos fuente hemos hecho todos los estimativos planteados y comparado con los niveles reportados en las ciudades cercanas días después del accidente.

Archivo: FM-055

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Simulación computacional de terapia hadrónica para el cáncer de pulmón Ingrid Isabel Valencia1, Bernardo Gómez1* 1

Departamento de Física, Grupo de Física de Altas Energías, Universidad de los Andes, Bogotá *

Email: [email protected] RESUMEN

La terapia hadrónica ha tomado un rol significativo en el tratamiento del cáncer debido a la eficacia y seguridad de sus resultados a nivel clínico respecto a otras alternativas de radioterapia o métodos invasivos como la quimioterapia. Del mundo de la física experimental de altas energías proviene el paquete de simulación Monte Carlo Geant4, desarrollado para los grandes experimentos con aceleradores de partículas. Su aplicación a la medicina, a la terapia hadrónica, permite recrear computacionalmente con alto detalle los efectos de un haz de protones de energías entre los 100 y 200 MeV en un fantoma de tejido biológico, que para este caso específico recrea un pulmón afectado por algún tipo de tumor. Se estudia el carácter no invasivo y sus límites de la terapia hadrónica con protones, simulando los efectos de partículas secundarias (protones, electrones, fotones) que resultan de la incidencia del haz de protones sobre el tumor contribuyendo a la dispersión de energía. Finalmente se compara la terapia con protones frente a la terapia con fotones. A partir de los resultados de la simulación computacional se estima la dosis que recibe el paciente durante la terapia con protones y se verifican las condiciones terapéuticas típicas haciendo un análisis de los diferentes procesos físicos y biológicos que ocurren dentro del paciente comprobando su grado de confiabilidad y efectividad.

Archivo: FM-056


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COMPARACION CON PENELOPE DE LA DOSIS ABSORBIDA EN RADIODIAGNOSTICO UTILIZANDO DIFERENTES ESPECTROS COMPUTACIONALES W. Jaramillo*, J. Morales, J.A. Puerta, A. Arrieta Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín *wjaramig @unal.edu.co

El conocimiento sobre el espectro de fotones emitido desde un equipo de rayos X diagnostico es de gran importancia en la evaluación de la dosis absorbida en los órganos del paciente expuesto. Estos espectros se pueden obtener de forma experimental y teórica. En el presente trabajo se utilizaron dos programas computacionales de uso libre SPEKCALC, SIEMENS y se calculó la dosis por el método Monte Carlo con el código PENELOPE, utilizando un simulador matemático que representa a un paciente de cinco años.

Archivo: FM-057

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CRISTALES TLD-100 DE LiF: Mg; Ti UTILIZADOS PARA DOSIMETRÍA IN VIVO EN TRATAMIENTOS HDR DE CARCINOMA DE CÉRVIX

Gustavo Alvarino Bettín1, Rafael Cogollo Pitalúa1, ** Ana Manuela Doria2 Departamento de Física y Electrónica. Grupo de Física Teórica y Aplicada 2 Instituto de Cancerología de Sucre Universidad de Córdoba. Cra. 6 No. 76 – 103 Montería, Colombia, Tel. 7860032 [email protected], 1

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Este trabajo, desarrollado en Sincelejo, en el Instituto de Cancerología de Sucre (Incas), en convenio con la Universidad de Córdoba, presenta los resultados del seguimiento realizado a pacientes con cáncer de cérvix, tratadas con Ir–192, utilizando cristales TLD-100, con el objeto de intercomparar las dosis obtenidas con los dosímetros y las calculadas mediante el sistema de planeación usado en el Centro, y de esta forma asegurar la calidad en los tratamientos de braquiterapia HDR en Ca cérvix. Es necesario, que las dosis prescritas sean aplicadas con la mayor precisión posible sobre el tumor y debe minimizarse la distribución de dosis en tejido sano y en órganos críticos que rodean al tumor, para que sea tan baja como razonablemente sea deseable. La dosimetría se realizó in vivo sobre tejido humano, previa caracterización dosimétrica de los cristales TLD-100 de LiF: Mg; Ti. Los tratamientos se planearon y calcularon teóricamente mediante el sistema Abacus 3.1 y las dosis obtenidas, se contrastaron con las medidas experimentalmente usando dosímetros. La comparación de resultados muestra el grado de concordancia entre planeaciones de los tratamientos y los resultados experimentales, convirtiéndose el proceso en un control de calidad de estos procedimientos.

Archivo: FM-058


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X-Ray Imaging with the Medipix2 semiconductor detector at UniAndes Iván Caicedo1, Bernardo Gómez1, Carlos Ávila1, Juan C. Sanabria1, Carlos Bula1, Carlos F. Roa1 1

Departamento de Física: Grupo de Altas Energías, Universidad de Los Andes, Bogotá, Colombia. Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN .

This poster summarizes the development of a set-up to acquire X-Ray transmission images. The high granularity and sensitivity of the detector suggest it as a suitable candidate for high resolution imaging at low energies. As a first step to acquire images using Medipix2, we developed a set-up using a PHYWE X-Ray Unit and a Step Motor as sample holder. Then, we learned about the equalization and features of the detector and we performed preliminary raw acquisitions. As the Beam Hardening effect arose in the radiographies, it was necessary to correct the images through a Direct Thickness Calibration. The result was the acquisition of high resolution (~ µm) images from 10 to 35 KeV, with small exposure times. After the characterization of the setup, we proceeded to use it to image motionless and living tissue. The size of the sensitive part of the chip (1.4 cm * 1.4 cm) limits the imaging of bigger surfaces. To solve this issue, we proceeded to develop a movable support for the chip and its read-out USB interface, and to acquire images by moving it in front of the sample. The High Energy Physics Group at UniAndes is a member of the Medipix3 collaboration. Its research activities are focused on developing set-ups for biomedical applications and particle tracking using the Medipix2 and Timepix detectors, and assessing the feasibility of the Medipix3 detector for future applications. Key Words: Medipix; Pixel detectors; X-ray Imaging; Beam Hardening effect.

Archivo: FM-059

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Vascular Imaging with the Medipix2 semiconductor detector at UniAndes Iván Caicedo1, Bernardo Gómez1, Carlos Ávila1, Juan C. Sanabria1 1

Departamento de Física: Grupo de Altas Energías, Universidad de Los Andes, Bogotá, Colombia. Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN .

This work explores the feasibility of the Medipix2 detector for X-Ray Vascular Imaging procedures. The enhancement of the X-Ray radiographies’ contrast due to the Direct Thickness Calibration was a motivation to image vessel-like phantoms and vascular-like systems at different energies, exposure times and contrast agent concentrations to explore the possibility to acquire real vascular images using Medipix. Some of the results were compared with Monte Carlo Simulations (ROSI). The High Energy Physics Group at UniAndes is a member of the Medipix3 collaboration. Its research activities are focused on developing set-ups for biomedical applications and particle tracking using the Medipix2 and Timepix detectors, and assessing the feasibility of the Medipix3 detector for future applications. Key Words: Medipix; Pixel detectors; X-ray Imaging; Beam Hardening effect; Vascular Imaging; ROSI.

Archivo: FM-060


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In-vivo X-Ray micro-imaging and micro-CT with the Medipix2 semiconductor detector at UniAndes 1 1 Iván Caicedo , Bernardo Gómez , Carlos Ávila1, Juan C. Sanabria1, Carlos Bula1, Carlos F. Roa1 1

Departamento de Física: Grupo de Altas Energías, Universidad de Los Andes, Bogotá, Colombia. Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

This poster contains the procedure to obtain micro-CTs and to image moving samples using the Medipix2 detector, with its corresponding results. The high granularity of the detector makes it suitable for micro-CT. We used commercial software (Octopus) to do the 3D reconstruction of the samples in the first place, and we worked on our own free reconstruction software afterwards. Medipix has a very fast response (~ hundreds of nanoseconds) and high sensibility. These features allow obtaining nearly in-vivo high resolution (55 µm * 55 µm) images. We used an exposure time of 0.1 s for each frame, and the resulting images were “animated”. The High Energy Physics Group at UniAndes is a member of the Medipix3 collaboration. Its research activities are focused on developing set-ups for biomedical applications and particle tracking using the Medipix2 and Timepix detectors, and assessing the feasibility of the Medipix3 detector for future applications. Key Words: Medipix; Pixel detectors; In vivo X-ray micro-Imaging; micro-CT.

Archivo: FM-061

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SIMULACIÓN DE EXCITABILIDAD CARDIACA UTILIZANDO MODELOS MATEMÁTICOS CELULARES DE MIOCITOS HUMANOS O. Henao1,2*, J. Reynolds2 1

2

Ph.D. en Bioingeniería, Facultad de Ingenierías, UTP, Pereira Ingenierio Electrónico, Grupo de Seguimiento al Corazón Vía Satélite, Bogotá. *[email protected]

La simulación de la excitación de la membrana celular de los miocitos humanos requiere dinámica iónica celular no lineal de interacción entre el voltaje de membrana y el vaciado de calcio en la sarcomera celular. Modelos matemáticos de miocitos humanos han aparecido recientemente en la literatura y permite la configuración de excitabilidad con base en modificación dinámica de conductancias iónicas involucras en la generación del marcapasos celular. En este trabajo, utilizamos el modelo de Ohara-Rudy_2011 para mostrar como la alteración de conductancia de corrientes de potasio en conjunción con la dinámica de activación de corrientes de calcio puede llevar al miocito humano a generar un mecanismo de autorregulación del latido cardiaco. El potencial de membrana que depende de una estimulación externa para su generación es convertido en un generador propio de pulso cardiaco a través de corrientes de calcio e hiper-polarización iónica. Los resultados muestran como estos cambios en la dinámica celular permiten la generación de un modelo de célula marcapasos autónomo, con una frecuencia de disparo de 60 latidos por minuto. En conclusión el modelo permite estudiar el comportamiento iónico de células cardiacas humanas a la vez de la conversión manipulada por conductancia, en células marcapasos. También proporciona información sobre la influencia de las corrientes de calcio y la de hiper-polarización en dicho fenómeno eléctrico cardiaco.

Archivo: FM-062


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OBTENCIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DE DINERO ENTRE AGENTES ECONÓMICOS CON AHORRO DIFERENCIADO A PARTIR DE UNA SIMULACIÓN Carlos Quimbay, Alexander Santos* Departamento de Física, Grupo de Econofísica y Sociofísica Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, D. C. *[email protected].

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RESUMEN En este trabajo consideramos un sistema económico cerrado constituido por agentes, caracterizados por una propensividad específica al ahorro, que realizan intercambio de dinero entre pares, de tal forma que en cada transacción el dinero total de los dos agentes involucrados se conserva. El monto de dinero intercambiado entre los dos agentes en la transacción queda supeditado a la propensividad al ahorro que posean los agentes involucrados. Asumimos que en el sistema existen cinco valores fijos posibles de propensividad al ahorro, por lo que el conjunto total de agentes que constituyen al sistema se puede dividir en cinco subconjuntos, y así cada uno de los subconjuntos queda constituido por agentes caracterizados por poseer una misma propensividad al ahorro. Realizamos una simulación basada en el anterior modelo cinético, donde todos los agentes del sistema intercambian consecutivamente dinero por pares aleatoriamente, hasta que finalmente el sistema alcanza un estado de equilibrio, de manera análoga a como las partículas de un gas ideal intercambian energía por medio de choques elásticos hasta alcanzar el equilibrio termodinámico. Los resultados de esta simulación muestran que el dinero entre los agentes de cada subconjunto se distribuye dependientemente de la propensividad al ahorro, obteniéndose que entre mas alta sea la propensividad al ahorro del subconjunto la distribución de dinero de los agentes asociados se comporta mas igualitariamente.

Archivo: FM-063

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ESTUDIO DE LA DISTRIBUCIÓN DE CURVAS DE ISODOSIS EN LA PLANEACIÓN DEL TRATAMIENTO DE CÁNCER DE MAMA CON COBALTOTERAPIA Cárdenas L.1*, Rodríguez J2, Olaya H1 1

Escuela de Física: Grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia 2 Departamento de Radioterapia, Clínica Cancerológica de Boyacá [email protected]

Con el uso de Cobaltoterapia como tratamiento para el cáncer, se necesita conseguir una radiación uniforme y evitar irradiar erróneamente al paciente, por ello es necesaria una planeación anterior a la terapia. En esta planeación se intenta corregir la no uniformidad del haz mediante: colimadores, variación de parámetros físicos y diferentes accesorios utilizados en radioterapia para tal fin. La planeación está definida bajo varios factores físicos como: la energía de la radiación, el tamaño de campo, distribución de dosis, profundidad del tratamiento, homogeneidad del tejido, densidad y número atómico del material adsorbente entre otros. Dentro de la planeación para el tratamiento de cáncer de mama, se obtiene una densidad de dosis expresada por medio de curvas de isodosis, que dependiendo de su tratamiento, caracterización y planificación permiten administrar dosis de radiación precisa a un tumor maligno, enfocando una dosis más alta sobre el tumor, al tiempo que se reduce al mínimo la exposición a la radiación en los tejidos circundantes normales. Este estudio está encaminado a la determinación de los valores físicos y características apropiadas de las curvas de isodosis en los tratamientos de cáncer de mama con Cobaltoterapia que se realizan en La Clínica Cancerológica de Boyacá, permitiendo alcanzar o reproducir las condiciones de una radioterapia de gran precisión y así optimizar el tratamiento de los pacientes.

Archivo: FM-064


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ESTUDIO DE PARÁMETROS FUNDAMENTALES PARA ÁTOMOS DE ARGON CONFIGURADOS EN UN SISTEMA DE DOS PARTÍCULAS Y EN UNA ESTRUCTURA FCC. D. Pacheco S.1, A. Avendaño. C.2, A. Hurtado. M3. 1

Licenciatura en Física, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. Licenciatura en Física, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. 3 Licenciatura en Física, Grupo de Física e Informática – FISINFOR, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. 2

*Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN . En el presente trabajo analiza el comportamiento a parir de los principios fundamentales de la dinámica molecular de un sistema simulando de cierto número N de átomos de argón como esferas en un volumen fijo V, con condiciones de contorno periódicas. En primera instancia se configura el sistema como dos partículas separadas para computar su separación máxima, la aceleración y la velocidad en base del algoritmo de Verlet, su temperatura instantánea y las fuerzas en medio de los dos átomos aproximadas para una función de energía potencial de Lennard-Jones. En ultima instancia se plantea colocar las partículas en un red cúbica centrada en la cara FCC y en base a esta configuración calcular la distribución de velocidades del gas a una temperatura T y un calculo de temperatura instantánea una vez que los átomos se mueven. Basados en la hipótesis ergódica en un conjunto microcanónico de ensamble de un sistema en equilibrio térmico se determinan cantidades como la energía total, la temperatura, la presión y parámetros de estructura importantes como la comprensibilidad y la función radial de distribución.

Archivo: FM-065

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ESPECTROSCOPIA SERS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE ADN GENÓMICO DE BAZO DE CERDO J. C. Henao Londoño, G. Soler Barrera, D. Guzmán-Embús, M. Orrego Cardozo C. Vargas-Hernández* Laboratorio Propiedades Ópticas de Materiales (POM) Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales. * [email protected] La espectroscopia SERS (Surface-Enhanced Raman Scattering) está fundamentada en dos mecanismos principales: el electromagnético y el de transferencia de carga. Se ha empleado el segundo mecanismo para la explicación del proceso, donde la formación de un complejo ZnO-ADN produce la amplificación de la señal Raman. En este trabajo se sinterizaron nanoestructuras de ZnO preparadas con anterioridad por el método sol-gel que fueron adicionadas al ADN de bazo de cerdo obtenido en etapas previas. El ADN se obtuvo siguiendo los procesos de lisis celular, desproteinización y precipitación. El tejido se homogeneizó en 1XSSC (NaCl 150 mM, citrato sódico 15 mM, pH 7.0) por gramo de bazo de cerdo y el homogeneizado se filtró. Las células se precipitaron por centrifugación y se suspendieron en EDTA 20 mM, NaCl 2,5 M, SDS 4 % (p/v). Durante el período de lisis celular se recupero por centrifugación el ADN en el sobrenadante, Al sobrenadante obtenido se añadió un volumen igual de cloroformo-alcohol isoamílico (24:1 v/v), se agitó y se sometió a centrifugación. El ADN se precipitó con etanol frío al 95% (-20 ºC) y se resuspendió en TE (tris 10 mM, EDTA 1 mM). Se utilizó la espectroscopia Raman para la caracterización de la mezcla ADN-ZNO, los resultados muestran las respectivas bandas del ZnO en 330, 380, 437, 150 y 1150 cm-1 ,asignadas a E2(M), A1(TO), E2(high) y 2LO, respectivamente, adicionalmente, se observan debido al efecto SERS en el intervalo espectral de 600 a 800 cm-1, el cual contiene las bandas Raman originadas por las vibraciones coordinadas de los anillos de movimiento extendido (respiración del anillo) de residuos de purinas o pirimidinas, a menudo en combinación con el estiramiento del enlace glicosídico y posiblemente también con el estiramiento de los enlaces dentro del anillo de desoxirribosa. La banda ancha a 790 cm-1, junto con la vibración compleja de la cadena 5´C-O-P-O-C3´ está siempre sobre una banda ancha de timina (790 cm-1), o citosina (780 cm1 ), o de las dos dependiendo de la composición de las bases de ADN. Los residuos de azúcar de ADN son posiblemente los responsables de varias bandas Raman débiles en el intervalo entre 946 y 1053 cm-1. La banda cercana a 1094 cm-1 es sensible al medio electrostático del grupo PO2-. Las bandas Raman en la región de número de ondas 1150 a 1720 cm-1 es influenciada por las estructuras electrónicas de las bases.

Archivo: FM-066


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EL MÉTODO MONTE CARLO Y LA SIMULACIÓNES PARA EL DECAIMIENTO RADIACTIVO Y UN SISTEMA DE PARTÍCULAS EN UNA CAJA. D. Pacheco S.1, A. Avendaño. C.2, A. Hurtado. M3. 1

Licenciatura en Física, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. Licenciatura en Física, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. 3 Licenciatura en Física, Grupo de Física e Informática – FISINFOR, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. 2

*Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN . El siguiente trabajo busca mostrar los fundamentos del método de Montecarlo (MC) en las simulaciones computacionales, el cual es caracterizado por ser un método probabilístico en contraposición de los métodos determinanticos. En el transcurso de una simulación MC las partículas que forman el sistema se mueven al azar, es el caso de sistemas dinámicos como el manifestado en el decaimiento de núcleos radiactivos o un sistema de partículas puestas en una caja dividida en dos partes iguales por una pared y que se mueven a través de un pequeño agujero. Estos dos ejemplos al ser simulados nos permitirán mostrar algunas de las implicaciones del método y sus aspectos fundamentales como herramienta en la física.

Archivo: FM-067

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Sistema dosimétrico de alanina/ESR para su aplicación en dosimetría in vivo en radioterapia A. J.M. Diaz1 , B. M.E. Castellanos1,3, C. E.Gil2, D. O. Almanza4, E. G. Barreto3 2

1 Pontificia Universidad Javeriana, Facultad de Ciencias, Departamento de Física Pontificia Universidad Javeriana, Facultad de Ciencias, Departamento de Química 3 Centro Javeriano de Oncología, Bogotá D.C. 4 Universidad Nacional, Departamento de Física, Sede Bogotá

*Email del Autor correspondiente: [email protected]

Objetivos:Producir un sistema dosimétrico Alanina/ESR para evaluaciones dosimétricas en haces de radiación ionizante de alta tasa de dosis y aplicar este sistema para resolver problemas clínicos durante la irradiación de pacientes con fines terapéuticos; Desarrollar métodos de medida para la evaluación de dosis en órganos críticos vecinos al volumen blanco, en un modelo aplicable a pacientes sometidos a braquiterapia de alta tasa de dosis, por medio de fuentes de Ir-192. Materiales y Métodos. Para elaborar los dosímetros se mezcló alanina L-α

con una

cantidad óptima de parafina como aglutinante, la mezcla se agitó mecánicamente por 30 min a temperatura ambiente y luego se sometió a un baño ultrasonido durante 15 min. Para obtener dosímetros cilíndricos de tamaño pequeño que puedan ser colocados al interior de catéteres o de sondas que pueden ser colocadas en cavidades del cuerpo humano para determinar dosis durante el tratamiento de pacientes se diseñó un Pastillador que permite obtener cilindros con diámetros de 3.5 mm. Y 13 mm de altura. Finalmente, se pesa cada dosímetro y sus dimensiones se determinan por medio de un calibrador con una precisión de 0.1cm. Los radicales libres producidos por la radiación originan una señal paramagnética. Los espectros de ESR fueron obtenidos en un espectrómetro banda X. Para su lectura, los dosímetros después de irradiados se colocan en tubos de cuarzo de 4 mm. Para la calibración de los dosímetros de alanina-parafina en haz de Ir-192 se diseñó un maniquí cilíndrico de polimetacrilato de metilo con orificio de 3 mm a través del cual se desplaza la fuente y cavidades cilíndricas especialmente diseñadas para introducir las cámaras dedal Tipo N30006 o Tipo N3002 o el dosímetro cilíndrico de 3.5 mm de diámetro a 40 y 80 mm del centro. Resultados: Se diseñaron, fabricaron y caracterizaron dosímetros de alanina/parafina y se evaluó la factibilidad de su aplicación para resolver problemas clínicos en braquiterapia de alta tasa de dosis. Conclusiones: Se desarrolló en Colombia un sistema dosimétrico alanina/ESR, caracterizado para evaluaciones dosimétricas en haces de 4MV y de fuentes usadas para tratamientos de en braquiterapia de altas tasas de dosis. En esta primera estapa de la investigación se comprobó la factibilidad de preparación a bajo costo de dosímetros de alanina-parafina, con dimensiones adecuadas para ser usados en catéteres introducidos en cavidades del cuerpo humano durante el tratamiento. Sin embargo, se debe continuar la investigación para la optimización del sistema (reducción de la influencia de los factores de error en el sistema dosimétrico), para lograr un nivel de confianza del 95%. y la puesta en marcha de la dosimetría in vivo en pacientes.

Archivo: FM-068


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LATTICE-BOLTZMANN PARA ELECTRODINÁMICA: UNA FORMA COMPLETAMENTE NOVEDOSA DE CALCULAR CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS Miller Mendoza1 y José Daniel Muñoz2 *, 1

2

Institute for Building Materials, ETH-Zurich, Suiza Departamento de Física: Grupo Simulación de Sistemas Físicos, CeiBA-Complejidad, Universidad Nacional de Colombia, Colombia *[email protected]

Desde su aparición hace 20 años, los modelos de lattice–Boltzmann han sido tradicionalmente métodos para simular fluidos, difusión u ondas. A continuación presentamos el primer modelo de lattice-Boltzmann que reproduce en el límite contínuo las ecuaciones de Maxwell en medios materiales. Al igual que otros lattice-Boltzmann, este utiliza una ecuación de evolución BGK, pero con cuatro funciones de distribución asociadas a cada vector velocidad. Para ello, utiliza cuatro vectores perpendiculares a cada vector velocidad (dos eléctricos y dos magnéticos), que, al combinarse con las funciones de distribución, dan los campos electromagnéticos. El modelo permite usar valores reales para la conductividad, la permitividad eléctrica y la permeabilidad magnética, y por lo tanto puede reproducir la evolución temporal de los campos en las más variadas situaciones: el efecto skin, la radiación de un dipolo oscilante, las frecuencias de una cavidad resonante, la propagación de una onda en una guía microstrip o en una interfaz dieléctrica, e incluso los campos en medios no lineales, todo dentro del 2% de exactitud. El método tiene una precisión de segundo orden, y es diez veces más rápido y usa tres veces menos memoria que los métodos tradicionales de diferencias finitas FDTD para campos electromagnéticos. Además, es fácil de paralelizar en tarjetas gráficas (GPU), lo que lo puede acelerar entre 100 y 1000 veces. En resumen, es una alternativa valiosa y completamente diferente a los métodos de elementos finitos y diferencias finitas tradicionales para la simulación en electrodinámica.

Archivo: FM-069

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INTERPRETACIÓN ELECTROFISIOLÓGICA DE SEÑALES ELECTROMIOGRÁFICAS DE UNA LOMBRIZ DE TIERRA CALIFORNIANA

Nelson Andrés Granados Sabio1*, Esperanza del Pilar Infante Luna2† Proyecto Curricular de Licenciatura en Física. Grupo de investigación en Física Aplicada a las Ciencias Biológicas FIACIBI. Facultad de Ciencias y Educación. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. * [email protected], †[email protected] RESUMEN .

En el presente trabajo se resalta la investigación en la Física aplicada a las Ciencias Biológicas como elemento fundamental para el desarrollo e implementación de nuevas tecnologías en distintas áreas de la Ciencia, en particular, la instrumentación médica, enfocada en este caso a la interpretación de imágenes diagnósticas de electromiografía (EMG), en donde se toma como referencia el funcionamiento del organismo, visto como un sistema físico complejo en donde se analizan los fenómenos biofísicos que en éste acontecen. Como un primer acercamiento se trabajó con la especie Eisenia foetida o Lombriz de tierra californiana, dando a conocer la viabilidad de interpretar las señales EMG tomadas a esta especie por medio de algunas herramientas matemáticas como la Transformada de Fourier y la Transformada Wavelet, asociando conceptos y principios de la fenomenología física al funcionamiento del sistema neuromuscular de la especie. Durante el análisis de las señales EMG se obtuvieron resultados que fueron correlacionados con el comportamiento de la especie bajo algunas condiciones específicas del entorno y del montaje experimental, teniendo en cuenta condiciones básicas de control. Con este trabajo se busca evidenciar una metodología de trabajo en el estudio de la electrofisiología de los organismos vivos por medio de la aplicación de investigaciones recientes en el análisis de señales EMG utilizando herramientas matemáticas y fundamentos biofísicos.

Archivo: FM-070


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LARGE-SCALE NEURAL DYNAMICS: SIMPLE AND COMPLEX *F.A. SEGOVIA, MARIO VALDERRAMA Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica: Grupo de Ingeniería Biomédica, Universidad de los Andes * [email protected] .

We review the use of neural field models for modeling the brain at the large scales necessary for interpreting EEG, MEG and optical imaging data. Albeit at framework that is limited to coarse-grained or mean field activity, neural field models provide a framework for unifying data from different imaging modalities. Starting with a description of neural mass models, we build spatially extend cortical models of layered two dimensional sheets with long range axonal connections mediating synaptic interactions. Techniques for the analysis of such models, including how determine the onset of spatial temporal pattern forming instabilities, are review. Extensions of the basic formalism to treat refractoriness, adaptive feedback and inhomogeneous connectivity are described along with open challenges for the development of multi scale models that can integrate macroscopic models at large spatial scale with models at the microscopic scale.

Archivo: FM-071

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REPRESENTACIÓN DE LA IMAGEN COPLANAR DEL HAZ DE FOTONES EMITIDO POR UN LINAC MEDIANTE ALGORITMO DOSIMÉTRICO QUE INVOLUCRA EL PDD Y EL PERFIL DOSIS CALCULADO SOBRE LA REGION DEL BUILD-UP. J. C. Estrada-Espinosa1, S. A. Martinez-Ovalle2* 1

2

Dpto. de Radioterapia Oncológica, Hospital Universitario, Saltillo Coahuila México. Grupo de Física Nuclear Aplicada y Simulación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja. *


Una tarea de importancia dentro del quehacer del físico médico, es la calibración de los equipos generadores de radiación ionizante. El campo de 10 x 10 cm2, es tomado como campo de referencia dentro de la calibración, donde usualmente son medidos y calculados los porcentaje de dosis en profundidad (PDD’s), así cómo, sus respectivos perfiles dosimétricos a diferentes profundidades, particularmente la región del build-up del perfil en la que se registra la máxima dosis. Usando estos conjuntos de porcentajes y haciendo uso del algoritmo de cálculo de dosis que hemos desarrollado, se obtienen los porcentajes de dosis en todo el espacio donde se propaga dicho haz, es decir; podemos obtener los valores tanto en un plano paralelo al eje del haz, así cómo, en todo el volumen del campo de acción del haz. El algoritmo desarrollado, cuenta con una serie de rutinas para la visualización de los datos experimentales, mostrando una imagen resultante como las obtenidas al revelar una película radiográfica que fue expuesta a un campo de radiación ionizante, permitiendo observar todas aquellas características que puedan ser representativas del haz. En este caso, tomaremos el PDD y los porcentajes de dosis en el perfil donde se registra el valor de máxima dosis, obtenidos en dicho campo, estos valores correspondientes a un acelerador Varian Clinac 2100 C/D dual, los cuales serán contrastados con los PDD’s experimental, los reportados por The British Journal of Radiology y Los obtenidos con el algoritmo dosimétrico. Se mostraran los diversos resultados y las imágenes radiográficas obtenidas.

Archivo: FM-072


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Empleo de Imágenes de Resonancia Magnética (IRM) para el estudio de la maduración del lulillo

Juliana Beltrán Vargas1 , Maria Johana López Rodriguez1, Pilar Infante Luna 1,*, Luis Agulles Pedros2 1

Proyecto Curricular de Licenciatura en Física, Grupo FIACIBI, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. 2 Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá. * [email protected] RESUMEN DEL TRABAJO: .

En este trabajo se presenta un análisis de las imágenes de resonancia magnética, tomadas en un periodo de maduración de 17 días, con el fin de evaluar la variación a lo largo del tiempo de parámetros asociados a la maduración como: la densidad de protones, la variación del diámetro del fruto, el tiempo de relajación asociado a las inhomogeneidades del campo y la variación del espesor de la corteza. Se tomaron imágenes correspondientes a un corte transversal del mismo y se determinaron, a partir de la relación señal ruido (RSR), parámetros asociados al fruto como espesor relativo de la corteza, densidad relativa de protones y diámetro relativo. En total fueron realizadas 7 mediciones de 8 muestras de frutos a lo largo de 17 días, para un total de 56 imágenes, utilizando para el análisis de las mismas el software libre IMAGE J. Adicionalmente cada una de las imágenes correspondientes al corte transversal, fueron divididas en 4 regiones, las cuales fueron tomadas en dirección radial, esto nos permitió establecer cambios en los tiempos de relajación del fruto, del núcleo hacia la periferia. A partir de las gráficas se establecieron modelos matemáticos que permiten describir el comportamiento dinámico del fruto durante la maduración. Estos resultados fueron comparados por el grupo de Biofísica de la Pontificia Universidad Javeriana, que con una serie de análisis bioquímicos establecieron una correlación entre ambos resultados. Adicionalmente nuestros resultados se correlacionan con los parámetros físicos como masa y diámetro, medidos por métodos tradicionales.

Archivo: FM-073

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Estudio de la actividad de la enzima celulasa en la maduración del lulo “lulillo” clon PL mediante métodos bioquímicos correlacionados con IRM.

Carlos Rojas Avellaneda1,*, Yenny Dueñas 2, Luis Agulles Pedrós1,3 ,Bibiana Medina Castro 1, Paola Hernandez Puerta1 1

Departamento de Física: Grupo de Biofísica y Bioquímica Estructural, Pontificia Universidad Javeriana Bogotá. 2 Departamento de Nutrición y Bioquímica, Pontificia Universidad Javeriana Bogotá. 3 Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN DEL TRABAJO: Está demostrado que la maduración de la mayoría de frutos está asociado con alteraciones en la pared celular de la corteza del fruto. Estas transformaciones se relacionan con la participación de enzimas hidrolíticas que intervienen en el proceso de degradación de la pared celular como son las: celulasa, xilanasa, pectinasa y hemicelulasa. La especie de lulo “lulillo “clon producto del entrecruzamiento de varias especies de lulo, presenta mejores características organolépticas, sin embargo su tiempo de maduración es muy rápido lo cual dificulta su comercialización. Este trabajo se centró en el estudio del comportamiento de la celulasa, utilizando técnicas bioquímicas y físicas (IRM), técnica rápida y no invasiva, con el fin de evaluar la actividad enzimática de la celulasa durante la maduración del fruto. La bioquímica estableció las mejores condiciones de extracción para la enzima, se evaluaron los cambios fisicoquímicos en el fruto; se realizó la medida de actividad de la celulasa, y se llevó a cabo la toma de imágenes por escáner médico durante la maduración para observar la movilidad molecular por medio del T2. Con la técnica física se realizaron tomas de IRM durante el proceso de maduración del fruto, y se hallaron los valores de T2, Las imágenes se tomaron en el equipo Philips de 1.5 T del Hospital San Ignacio. Estas imágenes sirvieron para correlacionar la intensidad señal ruido (ISR) con el tiempo de relajación T2 para cada fruto durante el proceso de maduración, encontrando que los valores de T2 siguieron un comportamiento similar a la actividad enzimática de la celulasa.

Archivo: FM-074


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ENFOQUE TEORICO CONCERNIENTE A LA PRODUCCION Y TRANSFORMACION DE TEJIDO CICATRIZAL F. Ramírez Universidad Distrital Francisco José de Caldas RESUMEN La cicatrización de heridas compone un restablecimiento de la integridad de los tejidos atrofiados, las células conocidas como fibroblastos se mueven en la coagulación de la sangre del tejido circundante ejecutando una descomposición y su sustitución por tejido cicatrizal. Este se compone de colágeno que es la proteína principal de la piel normal, pero con diferencias en los detalles de la composición. En principio la piel recibe información a través de una extensa red de neuronas y terminales nerviosas, y en la asociación de transformación de tejido se liberan mediadores químicos que estimulan estas terminales. Diferentes aportes para el estudio de la dinámica del tejido de la cicatriz evidencian una alineación de las fibras de proteína del tejido cicatrizal que se pronuncian en una sola dirección. Teniendo en cuenta estas consideraciones la producción y transformación del tejido cicatrizal, parece más comprensible bajo la suposición de que la energía química necesaria en esta interaccion está distribuida discontinuamente, permitiendo una aproximación cuántica a esta dinámica que no conduzca a contradicciones con la experiencia, de este modo tener una teoría completa de este fenómeno.

Archivo: FM-075

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SIMULACIÓN DE ELEMENTOS ÓPTICOS POR LATTICE- BOLTZMANN.

Miguel Alfonso Valdivieso Colmenares 1a, 1b *, Wilson Javier Blanco2 1a

Departamento de Física: Grupo de Simulación de Sistemas Físicos, Universidad Nacional de Colombia. Sede Bogotá. 1a Departamento de Matemáticas y Física, Escuela Tecnológica Instituto Técnico Central "La Salle" Bogotá, Colombia. 2

Departamento de Física: Grupo de Física Nuclear, Universidad Nacional de Colombia. Sede Bogotá. *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

El presente artículo, trata del desarrollo de una simulación de fenómenos ondulatorios, por medio de la técnica de simulación de Lattice-Boltzmann. Se presentan los aspectos esenciales de la técnica para el caso del movimiento ondulatorio, una descripción del comportamiento de las entidades que reproducen el comportamiento de lentes y espejos entre otros y mostramos algunos ejemplos gráficos del programa desarrollado. Se muestra la utilidad de incluir en el modelo las celdas de tipo aislante, que disminuyen el tamaño del espacio de simulación y del tiempo de computo.

Archivo: FM-076


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INTERACCIONES MOLECULARES INFLUYENTES EN EL PROCESO DE EXTRACCION DE UN LIPIDO DE UNA MEMBRANA ESTUDIADO POR DINAMICA MOLECULAR.

Gilles Paul Pieffet1, Antonio Manu Forero1, Chad Leidy1 1

Grupo de Biofísica, Departamento de Física, Universidad de los Andes, Bogota, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] ESCRIBIR AQUI EL RESUMEN DEL TRABAJO .

Diversas enzimas que hidrolizan lípidos en la superficie de membranas biológicas deben extraer el lípido para hidrolizarlo. Este proceso presenta una barrera energética debido a interacciones interfaciales e hidrofóbicas con lípidos vecinos. En el estudio presentado en este resumen se llevan a cabo simulaciones de dinámica molecular para entender en detalle las interacciones involucradas en el proceso de extracción. Simulamos una membrana de POPC conteniendo un lípido modificado de DOPE (usado en el modelo para representar el lípido biotinilizado) utilizando Gromacs. Durante la simulación el lípido modificado es extraído de la membrana a una velocidad constante para obtener un perfil de fuerzas en función de distancia. Esto se complementa con la técnica de sampling de sombrilla para reconstruir un potencial de fuerza media en donde la distancia entre el lípido extraído y la membrana se utiliza como coordenada de reacción. Las simulaciones nos permiten determinar los factores que contribuyen al perfil de fuerzas (efectos interfaciales, interacciones hidrofóbicas). Estos resultados son relevantes en el entendimiento de como el nivel de empaquetamiento de la membrana puede influir en el proceso de hidrólisis enzimática.

Archivo: FM-077

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CARACTERIZACIÓN DOSIMÉTRICA DE UN SIMULADOR FÍSICO PARA LA IRRADIACIÓN DE CULTIVOS CELULARES

Omar Enrique Naizzir Olave1*, Paulo Alejandro Quintero Mejía1, María Cristina Plazas de Pinzón1 1

Departamento de Física: Grupo de Física Médica, Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá *[email protected]

Con el propósito de garantizar un proceso adecuado de irradiación de los cultivos celulares con fotones de energía de 6 MeV, como base para la elaboración de curvas de supervivencia celular que pretenden caracterizar el comportamiento de los tejidos tumorales frente a las radiaciones ionizantes, se hace necesario cuantificar y establecer la homogeneidad de las distribuciones de dosis por métodos experimentales. En el presente trabajo se presenta un estudio que permite evaluar dicha homogeneidad en un sistema que consta de un simulador físico a base de parafina con una cavidad para depositar las células a irradiar, que nos permitirá determinar la dosis media real que están recibiendo las células.

Archivo: FM-078


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Simulación Computacional del Efecto de Batracotoxina en Miocito Ventricular de Guinea Pig. Camilo A. Suárez Ballesteros1, Leonardo Fierro2 1

Grupo de Física Biomolecular, Instituto de Física de São Carlos, Universidad de São Paulo. 2 Departamento de Medicina: Grupo de Biologia Integrativa, Universidad del Valle. [email protected]

Las simulaciones computacionales son herramientas útiles para entender y predecir los efectos de agentes farmacológicos y toxicológicos en los mecanismos de transporte iónico de células excitables. La Batracotoxina (BTX) es un potente esteroide alcaloide encontrado en la piel de la rana Colombiana Phyllobates Aurotenia. La BTX es un modificador de canales de sodio en miocitos ventriculares mamíferos que en consecuencia cambia el comportamiento eléctrico de este tipo de células, generando diferentes patologías cardiacas que llevan rápidamente a la muerte. En esta investigación se hace una simulación computacional del miocito ventricular de Guinea Pig cuando es perturbado por BTX con el objetivo de predecir cambios en las corrientes iónicas, concentraciones iónicas y potencial de acción de estas células. En la simulación computacional se caracteriza el comportamiento eléctrico de miocito en condiciones fisiológicas normales y cuando el canal de sodio del miocito es perturbado por BTX. Los resultados encontrados son: (1) Modificación en la conductancia de sodio, (2) Elevación en la concentración intracelular de sodio y calcio, (3) Cambios en el potencial de acción, (4) Cambios en corrientes de Calcio ICa(L), (5) Cambios en corrientes iónicas de potasio IKs, IKr, (5) Cambios en el proceso de liberación de iones de calcio por el Retículo Sarcoplasmático. Las predicciones computacionales encontradas del efecto de la BTX en miocitos esta de acuerdo a estudios experimentales que se están llevando acabo por diferentes grupos. Palabras Claves: Batracotoxina, miocito ventricular mamífero, corrientes iónicas, potencial de acción, simulación computacional.

Archivo: FM-079

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PROMOVER LA CAPTACIÓN DE LIPOSOMAS POR CÉLULAS HUMANAS POR MEDIO DE TÍTULOPÉPTIDOS VIRALES FUSOGÉNICOS: UN MODELO PARA LA INCORPORACIÓN DE AGENTES ACTIVOS EN CÉLULAS. Elizabeth Suesca1*, Jose L. Alejo Amaya2, Natalia I. Bolaños3, Chad Leidy1, John M. Gonzalez3. 1

Departamento de Física: Grupo de Biofísica, Universidad de los Andes 2 Medical College, Cornell University .3Grupo de Ciencias Básicas, Facultad de Medicina, Universidad de los Andes 1* [email protected] El desarrollo de liposomas como sistema de transporte de agentes activos hacia las células ha tenido un avance significativo en los últimos años debido a que son biodegradables y biocompatibles. Además, los liposomas permiten modificar su membrana con el fin de optimizar su desempeño. En este trabajo se exploró la relevancia de la composición de la membrana de los liposomas en la captación por la célula y la utilización de péptidos fusogénicos para promover fusión asegurando la entrega del contenido liposomal al citosol. En sistemas modelo primero se evaluó la habilidad de los péptidos gp41 y HA para promover fusión haciendo un monitoreo por fluorescencia y determinando las constantes cinéticas de las diferentes etapas de la fusión. Se demostró la habilidad de estos péptidos de origen viral en promover la fusión con las composiciones de liposomas estudiadas. El seguimiento in-vitro de la captación de liposomas marcados con NBD-PE por astrocitos humanos pertenecientes a una línea celular de origen tumoral se hizo utilizando citometría de flujo y fluorometría. Los resultados indican una captación preferencial de liposomas con sulfátidos en su membrana, probablemente siguiendo una ruta endocítica mediada por receptores. La captación de liposomas también se vio incrementada por la presencia de péptidos gp41 y HA, promoviendo fusión y garantizando en los dos casos la entrega de contenido liposomal a la célula. Para determinar la ruta de incorporación de los liposomas y el destino final de su contenido se realizará un seguimiento por microscopía de fluorescencia.

Archivo: FM-080


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ESTUDIO DE LA PROPAGACIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS USANDO EL METODO DE DIFERENCIAS FINITAS EN EL DOMINIO DEL TIEMPO Alvarez D. R.1, Valbuena D. S.2, Racedo N. F.3* 1

Departamento de Física: Grupo GEOEL, Universidad del Atlántico 2 Ciencias Básicas: Grupo Matemáticas e informática 3 Departamento de Física: Grupo Matemáticas e informática *[email protected] RESUMEN .

Se implementan un conjunto de aplicaciones del método de diferencias finitas en el dominio del tiempo con la introducción de condiciones de frontera absorbentes para evitar reflexiones al final de la malla de simulación. Se inicia con una discretización de las ecuaciones rotacionales de Maxwell en un dominio tridimensional usando diferencias centrales y con estas aproximaciones se presentan resultados de la simulación en el espacio libre usando un software de programación científico, donde se analizan la reflexión de un pulso Gaussiano y una onda plana. Posteriormente se combina el FDTD con el método de Perfectly Matched Layer (PML) para evitar soluciones espurias en la frontera de la malla. Finalmente son presentadas y discutidas la simulación de una onda plana incidiendo sobre un cilindro dieléctrico y una esfera dieléctrica, para luego aplicar los resultados en un dispositivo real como lo es la caracterización de una antena de microstrip.

Archivo: FM-081

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IMPLEMENTACIÓN DE UN PROTOTIPO DE ELECTROCARDIÓGRAFO PARA EL ESTUDIO DE BIOPOTENCIALES EN EL CUERPO HUMANO Implementation of a prototype of electrocardiographic in order to study biopotentials in the human body

Wiston Forero C.1*, Pilar Infante L2 1

Proyecto Curricular de Licenciatura en Física, Grupo de Física Aplicada a las Ciencias Biológicas (FIACIBI), Universidad Distrital Francisco José de Caldas. *[email protected] RESUMEN

En este trabajo se presenta el diseño, construcción y evaluación de un prototipo de electrocardiógrafo que permite medir y cuantificar señales cardiacas en el laboratorio, las cuales son adquiridas mediante una tarjeta de adquisición de datos (DAQ) USB-6008 y software de programación gráfica LabVIEW de National Instruments. El prototipo cuenta electrodos que se ubican en el cuerpo humano según el método de Einthoven, los cuales funcionan como sensores; para protección del usuario y/o paciente se instaló un circuito de protección; a continuación se colocó un amplificador instrumental y finalmente una DAQ; los resultados de la toma de datos son visualizados en el computador mediante el software LabVIEW. Los datos de biopotenciales obtenidos durante su implementación en el laboratorio fueron contrastados con los medidos empleando un electrocardiógrafo comercial, en este trabajo se presenta el análisis de los resultados de dicha comparación. Palabras clave: Electrocardiógrafo, Señal ECG, Adquisición de datos, Biopotenciales, Didáctica de la biofísica y Física para biólogos.

Archivo: FM-082


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SIMULACIÓN DE UN GAS IDEAL SUMERGIDO EN UN CAMPO GRAVITACIONAL C. Ávila1,2*, González C.1 1

2

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia. Departamento de Ciencias Básicas, Fundación Universitaria Los Libertadores. *[email protected]

.

Se estudió el comportamiento de un gas ideal sumergido en un campo gravitacional mediante la simulación de esferas rígidas colisionando elásticamente, para ello se consideró la componente vertical de la posición junto con la conservación de la hipótesis ergódica, la cual se logra teniendo en cuenta las tres componentes de la velocidad de las partículas. Observándose que la presión varia exponencialmente con la altura, fenómeno conocido como la fórmula barométrica.

Archivo: FM-083

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FLUCTUACIONES TÉRMICAS DE UNA PROTEÍNA TIPO CANAL IÓNICO MEDIANTE EL MÉTODO DE ANÁLISIS DE MODOS NORMALES (NMA) D. R. Avellaneda B.1*, D. Prada2, F. Naranjo M.3 1,3

Departamento de Física: Grupo de Física teórica y Computacional, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. 2 Departamento de Física de Freiburg, Institute for Advanced Studies *[email protected]

Una proteína está conformada por un conjunto de aminoácidos los cuales a su vez los conforman un grupo carboxilo y un grupo amino, unidos por un átomo de carbono alfa (Cα). Las proteínas de canales iónicos en las membranas celulares, son de gran importancia para los seres vivos ya que en ellas se permite o no el paso de iones los cuales pueden estimular nervios o músculos y controlan la regulación de la presión sanguínea, además, a nivel microscópico, la secreción de hormonas y neurotransmisores. Los átomos Cα actúan como puentes en las proteínas y están sujetos a fluctuaciones térmicas las cuales caracterizamos por medio del método de Análisis de Modos Normales (NMA) el cual se basa en las fluctuaciones cuadráticas medias de los átomos de Cα, ignorando las interacciones con cadenas laterales y tomando en cuenta las distancias interatómicas alrededor de los puntos de equilibrio de dichos átomos y considerando un potencial tipo Hooke.

Archivo: FM-084


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ANÁLISIS ESTADÍSTICO Y CUANTIFICACIÓN DE INCERTIDUMBRES EN EL AUMENTO GRADUAL DE LA TEMPERATURA PARA LA DETERMINACIÓN DE DOSIS A PARTIR DEL USO DE DOSÍMETROS TLD-600 Y TLD-700. 1 1

Flórez. G, 2Olaya, H, 1Muñoz J, 1Rodríguez E. 1Niño J.

Laboratorio Secundario de Calibración Dosimétrica (INGEOMINAS) Grupo FINUAS, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

2

Toda teoría tiene fundamentada su validez en la comprobación con la evidencia experimental, la cual está soportada en últimas por la medición de variables físicas. Los detectores termoluminiscentes (TLD) son detectores pasivos e integradores que permiten realizar la determinación de dosis y al ser utilizados en conjunto con otros TLD permiten discriminar las componentes principales de distintos campos de radiación. La termoluminiscencia es un fenómeno presentado por algunos sólidos cuando se someten a un tratamiento térmico. El aumento gradual de temperatura deja expuesto la emisión de luz, exhibiendo una curva característica que está en función del tiempo de calentamiento, llamada curva de brillo “glow curve”. La cantidad de luz emitida es proporcional a la radiación recibida por el sólido durante determinado tiempo. La medición física por sí sola, sin la especificación de su rango de incertidumbre o fiabilidad, no contiene mucha utilidad. El objetivo de este trabajo es presentar un estudio detallado de las incertidumbres asociadas a un proceso de medida y su grado de desviación en la determinación de la dosis mediante el empleo de dosímetros TLD-700 y TLD-600, irradiados en campos de radiación alineados y expandidos.

Archivo: FM-085

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EVALUACIÓN DE DESVIACIÓN DE DOSIS EN ÓRGANOS CON ALTO FACTOR DE PONDERACIÓN DE TEJIDO A PARTIR DE HACES DE RAYOS X EN DIAGNOSTICO CARACTERIZADOS Y NO CARACTERIZADOS. 1 1

Flórez. G, 2Olaya, H, 1Muñoz J, 1Rodríguez E. 1Casallas. G.


2

El diagnóstico radiológico se basa en la obtención de imágenes con radiación ionizante. Los rayos X constituyen una herramienta ideal para sondear, de manera ``no invasiva'', el interior del cuerpo humano. Sin embargo, durante la formación de la imagen existen procesos de deposición de energía en el paciente. Para la formación de una imagen radiográfica involucra tres etapas: la producción de los rayos X, el transporte de esta radiación a través del paciente y la detección de la radiación transmitida. El desconocimiento de las dosis de radiación recibidas por los pacientes durante exámenes médicos con rayos X conlleva a la manifestación de efectos biológicos que en muchos casos deteriora la salud de un paciente. La realización de mediciones de diferentes parámetros físicos de los equipos de rayos X para verificar si la seguridad radiológica de la instalación, el funcionamiento de los equipos y el grado de protección de los pacientes, los trabajadores y el público satisfacen las normas y requisitos internacionales. En este trabajo se evaluaron por medio de los cristales termoluminiscentes tipo TLD-700 la dosis equivalente personal Hp10 recibida en mama, tiroides, cristalino, cabeza y varios puntos de la piel (zona de entrada del haz) de una paciente adulta cuando es sometida en una exploración radiológica simple en tórax Postero-Anterior (PA) y columna Antero Posterior (AP) usando un simulador físico antropomorfo femenino (maniquí) a un potencial típico de 70 a 150 Kvp. Para la caracterización del haz de rayos X se tuvo en cuenta la norma ISO 4037. El objetivo de este trabajo es mostrar la importancia de contar con estudios de precisión que se realizan a través de la simulación usando herramientas tales como simuladores físicos, que indiquen algunos registros dosimétricos y su impacto radiológico en la salud.

Archivo: FM-086


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UN ESTUDIO DESDE EL PUNTO DE VISTA FÍSICO DE LAS APLICACIONES DE LAS RADIACIONES IONIZANTES EN LA INDUSTRIA. 1 1

Flórez. G, 2Olaya, H, 1Muñoz J, 1Rodríguez E. 1Casallas. G.


2

El usos de las radiaciones ionizantes en la industria es una de las grandes aplicaciones que aprovecha la capacidad que estas tienen, para atravesar los objetos y materiales y el hecho de que cantidades insignificantes de radionucleidos puedan medirse rápidamente y de forma precisa proporcionando información exacta de su distribución espacial y temporal. Estas inician con los estudios geofísicos para medir propiedades de las formaciones petrolíferas con fuentes de radiación gamma y de neutrones, la interconexión entre pozos y las mediciones de flujo multifásico, así como el beneficio en la exploración, producción y refinación. Se describen las técnicas de diagnóstico de procesos con trazadores radiactivos y fuentes selladas. También se describen los medidores nucleónicos de control, para medir niveles de una o más fases en tanques, en la eliminación de descargas al ambiente y en aplicaciones de análisis elemental. Se describen los desarrollos que ha logrado en aplicaciones con trazadores radiactivos y usos de fuentes selladas, tanto para diagnóstico de procesos como en sistemas de control nucleónico. El objetivo de este trabajo es explicar desde el punto de vista físico, las aplicaciones de las radiaciones ionizantes a la industria y su alto grado de beneficio dentro del control de procesos.

Archivo: FM-087

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COMPARACIÓN DE LAS TÉCNICAS DINÁMICA Y ESTÁTICA DE ADMINISTRACIÓN DE LA DOSIS EN RADIOTERAPIA CON INTENSIDAD MODULADA W Rojas1,2, MC Plazas3 1

Maestría en Física Médica: Departamento de Física: Grupo de Física Médica, Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá, 2 Instituto Nacional de Cancerología 3 Departamento de Física: Grupo Física Médica, Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá [email protected] [email protected] .

En este trabajo se presenta la comparación de las técnicas dinámica y estática de administración de la dosis en Radioterapia de Intensidad Modulada (IMRT) conocidas comúnmente como Sliding Windows (SW) y Step and shoot (SS) respectivamente. La comparación se realizó basados en las distribuciones de dosis y los histogramas dosisvolumen (DHV), usando para ello cantidades dosimétricas como: Índice de conformación, índice de homogeneidad, dosis promedio y la dosis dada a la fracción x del volumen total del órgano. Se realizó un estudio de los mapas de fluencia para ver la capacidad del sistema de planeación para modelar ambos modos de entrega. Como resultados se presenta el estudio de los histogramas dosis - volumen para cada juego de fluencias y plan de tratamiento; así como la comparación de las distribuciones de dosis medidas con las calculadas. Los resultados muestran un buen modelado del sistema de planeación para convertir los mapas de fluencias ideales en mapas de fluencia reales, liberados por el colimador multiláminas (MLC) para ambos modos de entrega de la dosis (SW y SS). En cuanto a las diferencias dosimétricas, los resultados muestran que la técnica dinámica ofrece, un desempeño ligeramente superior en términos de cubrimiento del blanco con respecto a la técnica estática con 5 niveles de intensidad y cuando se compara con la técnica estática con 10 niveles de intensidad, el desempeño es muy similar. En lo que respecta a los órganos a riesgo la técnica estática presenta un mejor desempeño. física, Física Médica

Archivo: FM-089


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CARACTERIZACION DE TEJIDO HUMANO (PIEL) POR CALORIMETRIA AC DE ALTA RESOLUCION. José Jesús Alzate Loaiza. 1*, H. Correa2, 1

Programa de Maestría en Ciencias de los Materiales, Universidad del Quindío: Instituto Interdisciplinario de las Ciencias, 2 Laboratorio de optoelectrónica, Universidad del Quindío *[email protected]

RESUMEN PRESENTADO PARA POSTER RESUMEN Las aplicaciones Biofísicas de un sistema de caracterización por calorimetría AC de alta resolución in situ para determinar las propiedades térmicas de piel humana, como un órgano que tiene la particularidad de absorber calor se enfoca en aprovechar esta propiedad mensurable y su medida se llama, capacidad calorífica, estudiar la capacidad del tejido humano de absorber o liberar energía térmica nos dirá dice cuán fácil se transfiere calor desde un baño térmico hacia un material; esta transferencia es elevada en metales y en general en cuerpos continuos, y es baja en materiales como el plomo, el oro, la madera y los aglomerados entre otros. De allí que estudio de tejido cutáneo y subcutáneo siempre ha sido un tema de gran relevancia dado la proliferación de patologías que este tejido puede presentar. Mediante el desarrollo del presente trabajo, se pretende evidenciar posibles diferencias en las curvas de calor especifico obtenidas usando la técnica de calorimetría AC de alta resolución entre tejido humano sano y anómalo de alteraciones en el calor específico debido a la por absorción de agua u otros compuestos volátiles que podrían ser detectadas por este método de caracterización.

Archivo: FM-090

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ESTADÍSTICA DE VOLÚMENES PARA EMPAQUETAMIENTOS ISOTRÓPICOS DE MEDIOS GRANULARES William Fernando Oquendo 1,2*, José Daniel Muñoz 1,2 , Farhang Radjaï 3 1

Grupo de Simulación de Sistemas Físicos, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Carrera 30 # 45-03, Edificio 404, Of. 348, Bogotá D.C., Colombia 2 CEiBA-Complejidad. Carrera 19A 1-37 Este Of. C222, Bogotá D.C. , Colombia. 3 LMGC, CNRS-Université Montpellier II, 34095 Montpellier, France *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

Los medios granulares cuasi-estáticos, como los suelos, son ejemplos paradigmáticos de sistemas complejos y una herramienta promisoria para describirlos es la mecánica estadística. Una primera descripción es la propuesta por Edwards et al en 1989, en donde el volumen reemplaza a la energía como variable fundamental y la temperatura resulta ser una compactividad. Pero medir la compactividad no es una tarea sencilla. En el 2008, Aste et al propuso una nueva forma de calcular la compactividad a partir de una distribución de volúumenes, que se supone descrita por una distribución k-Gamma. Esta teoría fue aplicada exitosamente a sistemas depositados por pluviación, secos o con agua, pero que no son necesariamente mecanicamente estables. En este trabajo se explora si la distribución propuesta por Aste aplica también para estados isotrópicos mono-dispersos, que son los estados límites de equilibrio mecánico que se obtienen cuando se aplican compresiones isotrópicas a medios granulares. Se encuentra que para diferentes presiones de confinamiento y diferentes tipos de preparación de la muestra la estadística de volumen está bien descrita por la distribución propuesta por Aste, de forma que todas las distribuciones colapsan en una curva universal. Este resultado demuestra que la distribución de Aste tambien es aplicable a sistemas en equilibrio mecánico, y sugiere que esta forma de calcular la compactividad puede ser adecuada para estudios futuros en otros estados de referencia, como por ejemplo el estado crítico, que es el estado límite de un medio granular bajo esfuerzos de corte.

Archivo: FM-091


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Dosimetría de haces compuestos irregulares típicos en radioterapia por intensidad modulada segmentada Esperanza Castellanos1,2, Alejandro Marin1, Gustavo Barreto1 1 Centro Javeriano de Oncología, Bogotá, Colombia. 2 Departamento de Física PUJ, Bogotá, Colombia. [email protected]

La IMRT, Radioterapia por Intensidad Modulada, es una modalidad de tratamiento con haces de fotones de alta energía, en la cual la intensidad del haz varía durante la irradiación. En el método de modulación llamado de “step and shoot”, el haz modulado se compone de la superposición de segmentos irregulares. Los segmentos obtenidos para tratamientos de blancos de forma compleja o con órganos críticos muy cercanos, en general son de forma irregular, asimétricos y, en algunos casos. angostos y pequeños. Estas características implican problemas dosimétricos cuando se relaciona la dosis calculada con la dosis administrada, en razón de la falta de equilibrio electrónico lateral, el tamaño de los detectores usados y la capacidad de los algoritmos de los sistemas de planeación de tratamiento, para tratar adecuadamente esos segmentos durante los cálculos de las distribuciones de dosis en pacientes. En este trabajo se estableció de forma experimental y teórica, el comportamiento de la intensidad del haz en campos compuestos por segmentos irregulares y angostos típicos de IMRT para tumores de próstata y cabeza y cuello, y se estudió el desempeño de cámaras de ionización pequeñas y detectores sólidos tipo diodo para la determinación de la dosis en un punto en esos campos. Buscamos definir condiciones de referencia para haces compuestos segmentados frecuentes en IMRT y establecer para ellos los factores que se deben aplicar para determinar la dosis en un punto a partir de la dosis en condiciones estándares de referencia en protocolos internacionales de calibración.

Archivo: FM-092

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Estudio numérico de un modelo de cociente señal a ruido de antenas para Imagenología por Resonancia Magnética de altos campos L. Muñoz1, J. L. Navarro1, A. O. Rodríguez2 1

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Departamento de Física, Universidad del Atlántico, Barranquilla, Colombia Departamento de Ingeniería Eléctrica, Universidad Autónoma Metropolitana, México D. F. 09340, México *Lissette Muñoz: [email protected]

La Imagenología por Resonancia Magnética se ha convertido en una herramienta médica muy poderosa para el diagnostico además de una herramienta analítica, para el estudio del funcionamiento del cuerpo humano. El mejoramiento de la calidad de las imágenes por RM ha sido temas central en el desarrollo de esta modalidad de imagen. Este trabajo se basa en el estudio del Cociente Señal a Ruido que es el parámetro aceptado para medir la calidad de las imágenes obtenidas. El CSR se define como la razón entre la señal recibida por las antenas de Radiofrecuencia y el ruido detectado por las resistencias del cuerpo, aparatos electrónicos, la conductividad, entre otros parámetros. Se partió de una expresión físico matemática para altas frecuencias obtenida en el 2006, y se ha propuesto una solución numérica que permita su correspondiente validación experimental.

Archivo: FM-094


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Caracterización de un arreglo 2D de cámaras de ionización para la dosimetría de haces modulados en intensidad aplicados en radioterapia Miguel Ángel Merchán.3, Ma. Esperanza Castellanos1,2, Gustavo Barreto 1,2 1 Universidad Javeriana, Centro Javeriano de Oncología, Colombia 2 Hospital Universitario San Ignacio ,Centro Javeriano de Oncología, Colombia 3 Hospital Federico Lleras de Ibagué, Colombia [email protected]

Se estudió el desempeño de un arreglo 2D de cámaras de ionización para el control de calidad de la administración de tratamientos en radioterapia por intensidad modulada. Se evaluaron factores críticos de irradiación tales como linealidad de la respuesta en función de la dosis para bajo número de unidades de monitor (um), sensibilidad a cambios milimétricos de la posición de los colimadores en relación con los detectores en borde del campo y reproducibilidad de su respuesta a corto, medio y largo término. El arreglo “2D Array Seven29” fabricado por PTW, es una matriz de 729 cámaras de ionización de 0.125 cm3, con distancia entre centros de 1cm. Las lecturas fueron realizadas ubicando el arreglo entre láminas de agua sólida, perpendicularmente al eje del haz y con el punto efectivo de medida de la cámara central en el isocentro del acelerador. La sensibilidad fue evaluada recorriendo todos los detectores con pasos de 1mm y un campo rectangular asimétrico de 4x27cm2. Se encontró una respuesta dosis-unidad de monitor lineal desde 2 um con un porcentaje de error máximo de 0.8 %, y un sistema sensible a cambios milimétricos de la posición del colimador. En zonas de alto gradiente la diferencia entre valores medidos con el arreglo y un sistema de barrido automático fueron inferiores a 3%. La reproducibilidad a corto término está dentro del 0.25% y la reproducibilidad a medio y largo término está dentro del 1.2%. El arreglo se puede considerar adecuado para el control pretratamiento de planes de radioterapia con intensidad modulada (IMRT).

Archivo: FM-095

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CONSTRUCCIÓN DE UNA FUENTE DE CORRIENTE AC, PARA USO COMO SONDA EN MÚLTIPLES EQUIPOS DE DIAGNÓSTICO MÉDICO Zuluaga Escobar Christian David1, Vargas Quiroz Gonzalo1 1

Escuela de Física: Grupo de Instrumentación Científica e Industrial, Universidad Nacional de Colombia sede Medellín [email protected]

La respuesta de un bio-sistema a un estímulo eléctrico se hace cada día más relevante, pero las fuentes que producen este tipo señal eléctrica están limitadas en barrido de frecuencias e intensidad, lo cual las convirtie en fuentes muy específicas y de muy elevado costo. En este trabajo se presenta el diseño y los resultados de las pruebas de una fuente de corriente eléctrica alterna, implementada a partir de un sintetizador digital directo (DDS) manejado por un microcontrolador. Una fuente con este rango de frecuencias e intensidad ofrece la posibilidad de ser usada en aplicaciones médicas que requieran una sonda eléctrica. El circuito integrado DDS utilizado para este diseño fue operado con un reloj de referencia de 66.666 MHz, lo cual le permitió un barrido de frecuencias de hasta 20 MHz y una corriente de salida variable entre 0 y 20 mA. El diseño de la fuente fue inicialmente testeado con simulador virtual para circuitos integrados DDS y luego fue montado y verificado en osciloscopio. Con este trabajo se pretende motivar la adopción de nuevas tecnologías para el desarrollo de fuentes de corriente, dejando el camino abierto hacia múltiples desarrollos no convencionales.

Archivo: FM-096


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SIMULACIÓN NUMÉRICA DE LA PARADOJA DE KLEIN EN EL GRAFENO Edward Villegas1, Mario Velez¹ ² ³* 1

Departamento de Ciencias Básicas: Semillero de Física Teórica y Computacional, Universidad EAFIT, Medellín-Colombia. 2 Departamento de Ciencias Básicas: Grupo de Lógica y Computación, Universidad EAFIT, Medellín-Colombia. ³Departamento de Ciencias Básicas: Grupo de Electromagnetismo Aplicado, Universidad EAFIT, Medellín-Colombia. *[email protected] El presente artículo presenta un análisis de la paradoja de Klein presente en el grafeno a tráves de la implementación de técnicas numéricas para la solución de la ecuación de Dirac para distintas barreras de potencial. La implementación numérica permite aumentar la complejidad de las barreras de potencial y de los paquetes de onda enviados contra la barrera. La implementación numérica es realizada en Python. Se reconstruye la dependencia del coeficiente de transmisión respecto del ángulo de incidencia del paquete de onda contra la barrera y la variación respecto a la altura de la barrera de potencial (independiente a partir de un cierto valor, en el cual la transmisión es total).

Archivo: FM-097

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DESARROLLO DE UN EQUIPO PARA EL DIAGNÓSTICO DEL ESTADO DE DIVERSOS SISTEMAS BIOLÓGICOS, USANDO LA TÉCNICA DE ESPECTROSCOPÍA DE IMPEDANCIA ELÉCTRICA

Zuluaga Escobar Christian David1, Vargas Quiroz Gonzalo1 1

Escuela de Física: Grupo de Instrumentación Científica e Industrial, Universidad Nacional de Colombia sede Medellín [email protected]

Los equipos de espectroscopía de impedancia eléctrica (EIE) ofrecen información de un medio a partir de sus propiedades eléctricas como la permitividad eléctrica (!) y la conductividad eléctrica (!). Este artículo muestra la implementación de un prototipo de EIE a partir de una fuente AC de corriente, la cual barre frecuencias de hasta 5Mhz y tiene una salida ajustable de corriente de 0 a 20 mA. Dicha fuente estimula el medio biológico, cuya respuesta es captada por una tarjeta de adquisición de datos interconectada a un computador, en el cual el software comercial de adquisición Labview®, acondiciona, procesa y presenta los resultados de la señal obtenida y los compara con los datos de estímulo, para establecer la amplitud y el desfase corriente voltaje, los cuales portan la información del sistema biológico. Este trabajo pretende ser un incentivo para los que desean adquirir y usar nuevas técnicas y tecnologías alternativas de bajo costo en el desarrollo de nuevas e innovadoras investigaciones a partir del conocimiento de los principios físicos de estas herramientas.

Archivo: FM-098


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Estudio de la queratina en faneras mediante microscopia Raman Diana Catalina Diaz1, Diana Marcela Rojas1 1

Departamento de Física y Química Universidad Nacional de Colombia sede Manizales [email protected]

La proteína queratina ha sido estudiada gracias a que pertenece a un grupo de proteínas estructurales ricas en cisteína formadas en los tejidos epiteliales de los vertebrados superiores; que poseen gran resistencia mecánica debido a la numerosa cantidad de enlaces disulfuro, [la resistencia y a la vez flexibilidad de ciertos tejidos se atribuye a la estructura helicoidal característica de la queratina. Esta proteína es útil en aplicaciones tales como, películas base para el cultivo de células debido a su composición química. Uno de los métodos utilizados para la caracterización de esta clase de compuestos es la espectroscopia Raman, este método resulta especialmente adecuado para el estudio y caracterización de materiales poliméricos, ya que además de poderse analizar las especies químicas presentes en el compuesto, es posible obtener entre otros, datos sobre el estado de orden de los polímeros (orientación de cadenas, cristalinidad, fases cristalinas, etc.). De hecho se ha comprobado que la espectroscopia Raman es muy útil para el análisis de materiales constituidos por proteínas. Esto se debe a que esta técnica nos puede brindar información de una serie de picos característicos que corresponden a los modos vibracionales del esqueleto proteico. A partir de variaciones en la frecuencia a la que aparecen los picos correspondientes a estos modos de vibración se pueden identificar las estructuras secundarias presentes en la proteína. Por esta razón las ventajas que presenta esta técnica de caracterización frente a otras como la difracción de rayos X que brinda información de las zonas cristalinas, con la espectroscopía Raman se puede obtener información detallada del alineamiento de las cadenas proteicas tanto de la región cristalina como de la amorfa. En este trabajo se presenta un estudio de la presencia de queratina en distintos tejidos animales. Este estudio se llevó a cabo empleando microscopia Raman. Se obtuvieron los picos respectivos para la queratina en cada uno de los tejidos animales objeto de estudio.

Archivo: FM-099

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FN FÍSICA NUCLEAR ‘’FÍSICA LINEAL Y ÓPTICA’’

EMISIÓN COLECTIVA Y ENREDAMIENTO DE ÁTOMOS INTERACCIONANTES Gustavo Cipagauta, Karen Fonseca Departamento de Física, Grupo de Óptica e Información Cuántica, Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá [email protected], [email protected]

Si varios radiadores se encuentran en una región espacial cuyas dimensiones son más pequeñas que la longitud de onda de la radiación que emiten, pueden emitir colectivamente. Por otro lado, cuando varios sistemas cuyo estado inicial es separable, interaccionan con un sistema común, pueden quedar en un estado enredado. Así, es de esperarse que para algunos estados iniciales, dos átomos de dos niveles interaccionando con un modo del campo electromagnético interior a una cavidad sin pérdidas, se enreden entre ellos y emitan colectivamente. Sin embargo, no es evidente que estos dos efectos se puedan presentar simultáneamente, pues podrían ser mutuamente excluyentes. Además, ambos efectos dependen, en principio, de la interacción entre los radiadores. En este trabajo estudiamos el enredamiento atómico y las propiedades de emisión colectiva en función de la constante de acoplamiento dipolo-dipolo, tanto para los casos de átomos idénticos como para los de átomos diferentes. El campo se aborda mecánico-cuánticamente; la interacción átomo-campo se supone dipolar y se trata en la aproximación de onda rotativa. Nuestros resultados muestran que existe una tendencia a que el enredamiento atómico y el valor esperado del número de fotones disminuyan con la intensificación de la interacción átomo-átomo. Además, para los ejemplos considerados, la emisión colectiva resultó menos dependiente de las condiciones iniciales que el enredamiento atómico.

Archivo: FN-001

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TRANSPORTE CAÓTICO CON GRADOS DE LIBERTAD INTERNOS T. Dittrich1*, F. L. Dubeibe1,2, N. A. Naranjo1 1

Departamento de Física: Grupo de Caos y Complejidad, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá 2 Facltad de Ciencias Humanas y de la Educación, Escuela de Pedagogía y Bellas Artes, Universidad de los Llanos, Villavicencio *Email del Autor correspondiente: [email protected] Presentamos dos modelos complementarios de transporte directo en sistemas caóticos con grados de libertad internos, uno referiéndose a una bomba de espín en configuración abierta1, el otro a una molécula motora con modo funcional en un potencial de matraca periódico2. En cuanto bombeo, consideramos la dispersión de partículas cargadas con su momentum angular acoplado al grado de libertad externo a través de un campo magnético espacialmente no homogeneo y periódicamente pateado, así que rompa todas las simetrías espacio-temporales relevantes y hace la dinámica caótica. Al nivel clásico, hallamos transporte directo tanto de carga (masa) como de momentum angular. En particular, en ceros de transporte de carga obtenemos corriente de momentum angular pura. Se logra cuantizar el sistema basándose en la teoría de dispersión de Floquet, reemplazando el momentum angular clásico por un espín 1/2. El transporte cuántico se evalua en simulaciones numéricas de dispersión de ondas. Muestra patrones similares al transporte clásico. En ceros de la corriente de carga es posible generar corrientes polarizadas, uno de los requisitos indispensables para implementar la spintrónica. El modelo de matraca caótica comprende, al lado del grado de libertad externo donde ocurre transporte, un grado de libertad químico reemplazando el forzamiento externo acostumbrado y un grado de libertad interno representando un modo de configuración, e incluye disipación y ruido aleatorio tomando en cuenta el medio ambiente térmico. Hallamos evidencia de que el grado de libertad interno juega el papel de un colchón que permite un almacenamiento temporario de la energía inyectada, contribuyendo a la eficiencia de la generación de corriente. Dentro de cual de las líneas especificadas en la página web clasificaría su trabajo: Física no lineal, Física del plasma y fenómenos del transporte

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SOLUCIONES ANALÍTICAS DE LA ECUACIÓN DE BURGERS NO HOMOGÉNEA. 1

Alejandro Pérez Riascos1, Alvaro Rugeles Pérez2* Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México, México, D.F. 2 Departamento de Física, Universidad de Nariño, Pasto. *Email: [email protected]

RESUMEN En este trabajo se deducen soluciones analíticas de la ecuación unidimensional no lineal de Burgers con un término no homogéneo asociado a fuerzas externas. Por medio de la transformación de Cole-Hopf, la ecuación de Burgers no homogénea se convierte en una ecuación diferencial lineal en derivadas parciales que se resuelve mediante el método de la función de Green. Los resultados obtenidos se aplican para explorar diferentes casos de la fuerza externa, en particular, el efecto que tiene el termino no homogéneo en soluciones solitónicas. Este trabajo permite estudiar principios de superposición no lineal y la forma en la que se puede extender el método de la función de Green a problemas no lineales.

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CALCULO DE LA FUNCION DE JOST: APLICACION EN EL ESTUDIO DE LOS ESTADOS LIGADOS Y COMPORTAMIENTO CRITICO DEL POTENCIAL DE YUKAWA Luis Alcalá V1*, Héctor Maya T1, Nafer Guerra1 1

Departamento de Física: Grupo de Física Teórica y Aplicada, Universidad de Córdoba *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Presentamos un método para el cálculo de la función de Jost Fl (k ), el cual es usado en el estudio de los estados ligados y el comportamiento crítico del potencial de Yukawa V (r ) = −λ exp(−α r ) / r; Para esto se resuelve numéricamente una ecuación diferencial ordinaria de segundo orden y lineal cuya solución a grandes distancias (r → ∞), coincide con las funciones de Jost. Los estados ligados se hallan calculando los ceros de éstas funciones para valores del número de onda k imaginarios puros tales que Im k > 0. El valor del parámetro critico α = α c , por encima del cual no hay estados ligados se determina para k = 0. Los resultados obtenidos están acordes en gran parte con los reportados por [1], pero nosotros encontramos que para λ = 5 y α = 1.5 hay dos estados ligados y no uno, contradiciendo lo reportado por [1] para estos valores de los parámetros.

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PREDICCIÓN DE LOS ESPECTROS DE ABSORCIÓN EN 1,3 DERIVADOS DE BENZOXAZOLE EN FASE GASEOSA, BAJO EL MORCO DE LOS FUNCIONALES DE LA DENSIDAD 1

Darío J. Hernández1,2; Rafael J. Carrasquilla1 y Oscar L. Neira1. Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia 2 Estudiante Lic. Matemáticas y Física U. P. C. [email protected]

RESUMEN En este trabajo se realizó un estudio teórico de los espectros de absorción en 1,3 derivados de benzoxazole en fase gaseosa, como primer objetivo se realizaron los cálculos de energía y su configuración geométrica más estable, y luego se procedió a realizarse el estudio de los espectros de absorción en cada una de las estructuras. Cabe resaltar que el desarrollo de esta investigación se realizó bajo el marco de los funcionales de la densidad con el conjunto de funciones base 6-31+G(d) y la funcional híbrida B3LYP, contenido en el programa gaussian 09, dado que maneja una gran concordancia con los átomos presentes en estas moléculas.

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PROPIEDADES ÓPTICAS DE ABSORCIÓN Y EMISIÓN ELECTRÓNICA DEL COMPUESTO 1,3- BENZIMIDAZOL Y SU COMPARACIÓN CON DOS COMPUESTOS DERIVADOS EN FASE GASEOSA EN EL MARCO DE LA TEORÍA DEL FUNCIONAL DE LA DENSIDAD Holger Posada1, Oscar Neira Bueno1, Rafael José Carrasquilla Orozco1 1 Grupo de Espectroscopia y láser, Universidad Popular del Cesar [email protected] .

Resumen Se presenta las propiedades de absorción y emisión óptica de dos moléculas derivadas de 1,3-Benzimidazol en fase gaseosa. Para ello se procedió a determinar las probabilidades de transición que cumplen el principio de Franck-Condon, desde la geometría más estable del nivel fundamental y excitado a las geometrías no estable inmediatamente después de la transición. Las probabilidades se estimaron con un enfoque en el marco de de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) dependiente del tiempo, utilizando la funcional híbrida B3LYP y las funciones bases 6-31+G(d, y la posterior convolución de los perfiles asignados a cada una de las transiciones, lo que permitió obtener la forma y posición de los espectros UV de absorción.

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ANÁLISIS DEL ESPECTRO DE ABSORCIÓN EN LA MOLECULA DE BENZOXAZOLE, EN FASE GASEOSA, SOLVENTES POLARES Y APOLARES, BAJO EL MARCO DE LOS FUNCIONALES DE LA DENSIDAD 1

Dairo J. Hernández1,2; Rafael J. Carrasquilla1 y Oscar L. Neira1. Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia 2 Estudiante Lic. Matemáticas y Física U. P. C. [email protected]

RESUMEN En este trabajo se realizó un estudio teórico del espectro de absorción en fase gaseosa, solventes polares y apolares, como primer objetivo se realizaron los cálculos de energía y su configuración geométrica más estable, y luego se procedió a realizarse el estudio de el espectro de absorción, cabe resaltar que el desarrollo de esta investigación se realizó bajo el marco de los funcionales de la densidad con el conjunto de funciones base 6-31+G(d) y la funcional híbrida B3LYP, contenido en el programa gaussian 09, dado que maneja una gran concordancia con los átomos presentes en estas moléculas.

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FUNCION DE TRANSFERENCIA ÓPTICA Y LA ECUACIÓN DE DIFRACCION DE FRESNEL D.Jiménez1 C.O. Torres2 L. Mattos2 1 Estudiante Maestría en Ciencias Físicas SUE Caribe Sede Universidad Popular del Cesar. Valledupar-Colombia. 2 Grupo LOI, Universidad Popular del Cesar. Valledupar- Colombia. [email protected] RESUMEN De acuerdo a la teoría escalar de la difracción, las fórmulas de transmisión del espectro angular, fórmula de Kirchhoff y fórmula de Rayleigh-Sommerfeld son expresiones equivalentes del mismo problema físico en el dominio espacial y frecuencial y son fórmulas clásicas que explican la difracción adecuadamente, pero su cálculo es bastante complejo: en particular la integral de difracción de Fresnel puede ser expresada como una transformada de Fourier y también como una convolución en forma matemática, y puede teóricamente ser calculada por la transformada de Fourier y su inversa. Este artículo presenta la función de transferencia de la difracción correspondiente a cada fórmula de difracción clásica y para examinar la validez de este resultado analítico se realizan algunas simulaciones numéricas y se obtienen sus correspondientes gráficas, además se determinan los errores absolutos entre la solución analítica y numérica.

Archivo: FN-008


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ANÁLISIS CUALITATIVO Y SEMICUANTITATIVO DE MICROFÓSILES PROVENIENTES DE SAMACÁ DEPARTAMENTO DE BOYACÁ POR MEDIO DE ESPECTROSCOPIA DE PLASMA INDUCIDO POR LÁSER (LIBS) S. Herrera1, R. Cabanzo1, E. Mejía-Ospino1 1

Laboratorio de Espectroscopia Atómica y Molecular (LEAM), Universidad Industrial de Santander, A.A. 678, Bucaramanga *Email del Autor correspondiente: [email protected]

En este trabajo, se ha aplicado espectroscopia de plasma inducido por láser (LIBS) como herramienta para conocer la composición de microfósiles, específicamente foraminíferos bentónicos. El análisis de la concentración de algunos elementos químicos presentes en pequeñas cantidades en sus conchas es utilizado en la investigación paleooceanográfica y paleoclimática. Utilizando LIBS fue posible identificar los elementos relacionados con la calcita que forma las conchas de la mayoría de estos microfósiles. Adicionalmente se determinaron otros elementos como Mg, Sr, Cd y B que pueden sustituir iones de calcio y aportan información de factores climáticos. Por otro lado, también se determinaron las relaciones estequiométricas de los elementos mayoritarios utilizando las relaciones de Boltzmann con la finalidad de hacer un estudio semicuantitativo de dichos elementos en los foramoníferos bentónicos.

Archivo: FN-009

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ESTUDIO DE LA RELACIÓN ESTEQUIOMÉTRICA DE ELEMENTOS METÁLICOS Y PREDICCIÓN ESTRUCTURAL EN MUESTRAS MINERALES EMPLEANDO ESPECTROSCOPIA DE PLASMA INDUCIDO POR LÁSER (LIPS) Y MÉTODOS QUIMIOMÉTRICOS L.J. Motta1, R. Cabanzo1, J.A. Henao2, E. Mejía-Ospino1 1

Laboratorio de Espectroscopia Atómica y Molecular (LEAM), Universidad Industrial de Santander A.A 678, Bucaramanga. Colombia. 2 Laboratorio de Difracción de Rayos X; Universidad Industrial de Santander A.A 678, Bucaramanga. Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

LIPS ha mostrado ser una técnica analítica efectiva en el análisis de muestras en estado sólido. Por esta razón, en este trabajo se desarrolló una metodología sencilla, eficaz y económica que permitió estudiar muestras mineralógicas. Se mostró que las intensidades relativas de algunas líneas espectrales se pueden correlacionar con la estequiometría de los elementos que conforman la estructura de cada mineral. Esto permitió diferenciar los componentes estructurales en las diferentes matrices analizadas mediante el uso de las técnicas quimiométricas, como análisis por componentes principales (PCA) y regresión por mínimos cuadrados parciales (PLS-Regression). Se obtuvieron modelos de predicción aceptables para siderita, calcita, caolinita, corindón, cuarzo, fluorita y zincita, con lo cual se logró potenciar a LIPS no sólo como una técnica de identificación elemental, sino también estructural.

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ESTUDIO ELEMENTAL DE POLIMEROS MEDIANTE ESPECTROSCOPIA DE PLASMA INDUCIDO POR LÁSER (LIBS) S. E. Castellanos1, S. Jaimes1, R. Cabanzo1, E. Mejía-Ospino1 Laboratorio de Espectroscopia Atómica y Molecular - LEAM, Universidad Industrial de Santander, A.A. 678, Bucaramanga *Email del Autor correspondiente: [email protected] Los materiales poliméricos han contribuido al desarrollo tecnológico de la humanidad, transformando sectores productivos como: salud, industria, transporte, etc.; razón por la cual es importante el estudio de la composición química de estos materiales. LIBS es utilizada para el análisis cualitativo y cuantitativo de la composición elemental de polímeros. En este trabajo se ha empleado LIBS para analizar poliestireno (PS), acrílico(PMMA), y caucho, sintetizados en el laboratorio y en sus diferentes presentaciones comerciales. Se determinó la temperatura del plasma, asumiendo equilibrio térmico local y utilizando la relación de Boltzmann. Se calculó la relación estequiométrica C:H para cada muestra. Los resultados permitieron caracterizar los polímeros a partir de las diferencias de la relación C:H con el fín de diferenciar los polímeros puros de los comerciales. Finalmente se mostró que LIBS puede ser empleada en la clasificación e identificación de diferentes materiales.

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ESTUDIO DEL PATRON DE DIFRACCION DE UNA RENDIJA USANDO TRANSFORMADA FRACCIONAL DE FOURIER H.G.Betin1, E.S. Arrieta 1 , C.O. Torres2 1

Etudiante de física: Física teórica y aplicada (Línea: óptica), Universidad de Córdoba., Montería-Colombia 1 Docente de la Universidad de Córdoba: Física teórica y aplicada (Línea: óptica), Universidad de Córdoba., Montería-Colombia 2 Docente de la Universidad Popular del Cesar: Grupo LOI, Universidad Popular del Cesar, Valledupar- Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] y [email protected]

RESUMEN Uno de los problemas fundamentales tratados con el fenómeno de la difracción es el correspondiente al de una rendija, trabajado básicamente en el curso de óptica de pregrado de manera explícita bajo la difracción de Fraunhofer y muy poco con la de Fresnel, puesto que la solución de este problema de manera analítica y su correspondiente patrón de irradiancia que más encontramos en los libros básicos de esta rama ,son por lo general los correspondientes al régimen de Fraunhofer usando los métodos convencionales; fundamentalmente por esta razón en este articulo haremos un estudio de este problema usando la transformada fraccional de Fourier (TFF), la cual nos permite resolver analíticamente este problema, de tal manera que la solución encontrada reproduzca los patrones de difracción de ambos régimen manipulando el orden de la TFF, de igual manera usando el algoritmo de la TFF desarrollado por Kutay en Matlab, haremos un programa que permita mostrar los patrones de difracción característico de este objeto bajo este mismo software; para esto utilizaremos una onda plana monocromática de amplitud unitaria.

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ESTUDIO TEORICO-EXPERIMENTAL DE UN HAZ CON MOMENTO ANGULAR ORBITAL ENTERO Y NO ENTERO

Cristian Hernando Acevedo, Carlos Fernando Díaz, Yezid Torres GOTS, Grupo de Óptica y Tratamiento de Señales, Universidad Industrial de Santander A.A. 678, Bucaramanga, Colombia [email protected] La radiación electromagnética transporta energía y momento: El momento es lineal y angular. El momento angular total de un haz es la suma de las contribuciones del espín y del momento orbital. El momento angular espín, MAS, está vinculado a la polarización del haz, es decir esta referido a la polarización del fotón; siendo cero para un haz de luz linealmente polarizado. Mientras el momento angular orbital, MAO, está relacionado con la distribución espacial del frente de onda del haz. Allen et al. [1], mostraron que los haces Laguerre-Gauss poseen MAO entero bien definido, sin embargo utilizando principios de la física cuántica se extienden teóricamente estos resultados a haces con MAO no entero [2]. Entre los elementos ópticos utilizados para provocar la dislocación de fase en el frente de onda y por tanto un MAO deseado se encuentran los hologramas generados por computador en forma de tenedor. En el presente trabajo se estudia teórica y experimentalmente haces con MAO entero y no entero generados al hacer incidir una onda Gaussiana linealmente polarizada sobre el holograma mencionado. [1] L. Allen, M. Beijersbergen, R. Spreeuw and J. Woerdman, ‘‘Orbital angular momentum of light and the transformation of Laguerre–Gaussian laser modes’’, Phys. Rev. A, Vol. 45, pp. 8185–8189 (1992). [2]) J. Gotte, S. Franke-Arnold, R. Zambrini, S. Barnett, “Quantum formulation of fractional orbital angular momentum”, Journal of Modern Optics, Vol. 54, 1723-1738, (2007).

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SINCRONIZACIÓN DE OSCILADORES NO LINEALES CON EXCITACIÓN EXTERNA Juan David Morinson Negrete1*,Jarvin Javier Mestra Páez1, Jean Fred Murillo García1 1

Departamento de Física y Electrónica. Universidad de Córdoba * [email protected] .

El fenómeno de sincronización de sistemas no lineales ha permitido avances significativos en medicina y en telecomunicaciones principalmente. Este trabajo está basado en un sistema de osciladores no lineales acoplados, donde se utiliza un modelo de fase, para analizar las respuestas de éstos a manejos externos cuya frecuencia puede variar en el y una fuerza tiempo. Se considera inicialmente un oscilador no lineal conductora . El modelo de fase, representado por la ecuación , describe el fenómeno de sincronización entre los dos ritmos y . Para visualizarlo, se implementa un cambio de variable de la forma . El propósito es analizar el comportamiento de convergencia de . Para la restricción se manifiesta la existencia de soluciones estacionarias estables para el modelo de fase.

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MODELADO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA ARQUITECTURA OPTOELECTRÓNICA PARA LA CODIFICACIÓN DE DATOS POR MEDIO DEL MOMENTO ANGULAR ORBITAL DE LA LUZ. Carlos Fernando Díaz Meza1, Cristian Acevedo Caceres2, Yezid Torres Moreno2 1

Escuela de ingenierías eléctrica, electrónica y de telecomunicaciones E3T, Grupo de óptica y tratamiento de señales GOTS, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia 2 Escuela de Física, Grupo de óptica y tratamiento de señales GOTS, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia. [email protected]

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El presente trabajo se basa en el modelado y puesta en marcha de una arquitectura optoelectrónica capaz de codificar un dato de tres bits, sobre el momento angular orbital entero específico de un haz láser de longitud de onda 532,8 nm. Luego de un breve marco teórico y una revisión sobre la estructura y diversas técnicas de generación de los haces Laguerre-Gauss, se aborda el sistema codificador, que esencialmente consta de tres componentes: un láser, un par de polarizadores lineales y un modulador espacial de luz, SLM. Se presentan las respectivas simulaciones en la plataforma Matlab 7.2® del comportamiento de la distribución de campo transversal del haz, cuando este incide sobre cada componente del codificador y en particular sobre el conjunto de hologramas generados por computador proyectados sobre el SLM. Por otra parte también se presenta el montaje experimental de la configuración propuesta y simulada, el acondicionamiento del SLM para su operación óptima en el modo acoplado y la validación teórico-experimental mediante el procesamiento de imágenes registradas con una cámara CCD de los modos con momento angular orbital definido que corresponden a los respectivos datos codificados.

Archivo: FN-015

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ESTUDIO DEL PATRON DE DIFRACCIÓN EN UNA ABERTURA CIRCULAR USANDO TRANSFORMADA FRACCIONAL DE FOURIER M. G. Mausa 1, J. R. Argel1 E.S. Arrieta2. 1

2

Etudiante de física: Física teórica (Línea: óptica), Universidad de Córdoba., Montería-Colombia Docente de la Universidad de Córdoba: Física teórica (Línea: óptica), Universidad de Córdoba., MonteríaColombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

RESUMEN Uno de los problemas fundamentales tratados con el fenómeno de la difracción es el correspondiente al de una abertura circular, el cual es trabajado básicamente en el curso de óptica de pregrado de manera explícita bajo la teoría de difracción de Fraunhofer y muy poco con la de Fresnel. Ya que la solución de este problema de manera analítica y su correspondiente patrón de irradiancia que más encontramos en los libros básicos, corresponde a la difracción de campo lejano obtenida bajo los métodos convencionales; por esta razón en este artículo haremos un estudio de este problema usando la transformada fraccional de Fourier (TFF), la cual nos permite resolver este problema analíticamente de tal manera que de esta solución encontrada deducimos la irradiancia, que al graficarla presenta los mismos patrones de difracción de los régimen mencionados anteriormente, los cuales se consiguen manipulando el orden de la TFF que tiene una proporcionalidad directa con la distancia axial; para dicho estudio utilizaremos una onda plana monocromática de amplitud unitaria.

Archivo: FN-016


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CHARACTERIZATION OF A γ-BACKSCATTERING DEVICE. N. González1,2*, E.Fajardo2, J. Blanco1,2, F.Cristancho1,2, 1

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia. 2 Centro Internacional de Física, Bogotá, Colombia. *[email protected]

The γ-ray backscattering technique is a nondestructive method for the location of buried materials in soil. It is based on the dependence of the number of backscattered photons with the electron density of the medium. To obtain images using this technique we use a device known as the Compton Camera[1, 2], whose main parts are a 22Na source placed in a conical lead shielding and two geometrically opposing CsI detectors, one position-sensitive detector in charge of building the image and a backscattering detector in charge of triggering the recollection of data. In order to evaluate the factors that affect the quality of images obtained with the Compton Camera we have performed experiments in which the electronic parameters like bias voltage and also geometric parameters such as camera-soil and camera-object distances were varied. Other set of experiments were carried out to determine the response of the Compton Camera to materials like water, sand, paraffin, paper, lead, polystyrene and air. We developed mathematical methods that strive to give a numerical value to the image quality and to the device’s capability of distinguishing different materials. References [1] J. Gerl, Nucl. Phys. A752 (2005), 688c. [2] . E. Fajardo et al. AIP Conf. Proc. 1265 (2010),449.

Archivo: FN-017

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UN SISTEMA DE ECUACIONES DIFERENCIALES DE PRIMER ORDEN DESACOPLADO PARA EL CÁLCULO DE LAS FUNCIONES DE JOST Nafer Guerra R1*, Luis Alcalá V1, Héctor Maya T1 1

Departamento de Física: Grupo de Física Teórica y Aplicada, Universidad de Córdoba *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Presentamos un nuevo método para el cálculo de las funciones de Jost Fl (±k ). Con la metodología desarrollada en este trabajo se llega a un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden y desacoplado, para dos nuevas funciones que llamaremos funciones gl (±k , r ). En el desarrollo de la metodología se mostrara que las funciones ∞

gl (±k , r ) se relacionan con las funciones Fl (±k ) mediante Fl (±k ) = fl (±k , a)exp[∫ g ( ±k , r ) dr ], a

donde a = 0 cuando los potenciales son regulares en el origen y el termino fl (±k ,0) = 1. Como un ejemplo y prueba de la metodología, se resuelve el sistema de ecuaciones diferenciales para gl (±k , r ) numéricamente, para la dispersión elástica de electrones por átomos de hidrogeno en el estado base a bajas energías e− + H (1s), obteniendo para este sistema la función Fl (+k ), los elementos de la matriz S y los corrimientos de fase, estos últimos se comparan con los calculados por Klaus Bartschat [1].

Archivo: FN-018


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Fijado de hologramas en BTO Jaime Frejlich1, Ivan de Oliveira2, Vladimir Jerez3* 2

3

FaculdadedeTecnologia/Unicamp,Limeira,SaoPaulo13484–332,Brazil LaboratóriodeÓptica/IFGW-Unicamp,Campinas,SaoPaulo13083–859,Brazil 1 Escuela de Física: Grupo de Óptica y Tratamiento de señales, UIS. *vladimirjerez @hotmail.com

Reportamos el fijado de una red holográfica en BTO con una eficiencia de difracción η≈0.002. Nuestros resultados sugieren que el registro se debe a electrones y a una rejilla complementariamente positiva lenta que se presenta a una temperatura mayor a la temperatura ambiente. Demostramos que esta rejilla lenta no se debe a los agujeros, es de carácter no fotosensible y es responsable del fijado del holograma en BTO. Asimismo es posible que los agujeros también estén participando en el proceso de grabación holográfica, pero en una escala muy reducida.

Archivo: FN-019

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ANÁLISIS DE PESTICIDAS ORGÁNICOS EN SOLUCIONES ACUOSAS MEDIANTE EL USO DE ESPECTROCOPÍA DE FLUORESCENCIA SINCRÓNICA

Cinthia V. Chaparro-Olaya1*, Rafael Cabanzo2, Enrique Mejía-Ospino3

1

Escuela de Química, Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular, Universidad Industrial de Santander

2

Escuela de Química, Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular, Universidad Industrial de Santander 3

Escuela de Física, Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular, Universidad Industrial de Santander

1*

[email protected]

Se estudia el desempeño de la espectroscopía de fluorescencia sincrónica en la determinación de pesticidas organoclorados y organofosforados en soluciones acuosas con el objetivo de desarrollar e implementar una metodología selectiva, sensible, sencilla, y económica. Se hace una variación de los parámetros inherentes al equipo utilizado, con el fin de obtener la mejor señal espectral de los patrones de pesticidas a diferentes concentraciones. Mediante las figuras de mérito establecidas a través del análisis estadístico de los datos espectrales obtenidos en las etapas de calibración y validación del método se demuestra que esta técnica espectroscópica es una herramienta alternativa en el análisis de pesticidas orgánicos en aguas.

Archivo: FN-020


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ESTUDIO COMPARATIVO DE LA ACTIVIDAD EN ESPECTROSCOPIA RAMAN INTENSIFICADA POR EFECTO SUPERFICIAL DE NANOPARTICULAS DE PLATA OBTENIDAS POR DIFERENTES METODOS *J. Gómez1, R. Cabanzo1, E. Mejía-Ospino1, E. De La Cruz2, C. Rinaldi2 1 Laboratorio de Espectroscopia Atómico Molecular (LEAM), Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander- Bucaramanga. Colombia 2 Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Puerto Rico, Mayaguez *Email del Autor correspondiente: [email protected] Las nanopartículas de plata son empleadas comúnmente como superficies activas para aplicaciones en espectroscopia Raman intensificada por efecto superficial (SERS) en bioquímica, análisis químico, catálisis, etc. En este trabajo se estudio la influencia del método de preparación de nanopartículas de plata sobre la morfología y la actividad SERS. Las nanopartículas de plata fueron preparadas por reducción química usando como agentes reductores citrato de sodio y borohídruro de sodio y por ablación laser de láminas de plata en agua y en solución acuosa de sulfato de dodecilsodio (SDS). Las nanopartículas así obtenidas fueron caracterizadas por espectroscopia UV-Vis, microscopia electrónica de transmisión (TEM) y Dispersión dinámica de la luz (DLS). Los espectros SERS mostraron diferencias importantes cuando se usan diferentes tipos de nanopartículas. A partir de los resultados se puede concluir que el método empleado en la preparación de coloides de plata tiene una gran influencia sobre la intensificación de la dispersión Raman.

Archivo: FN-021

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Estudio de la fotoionización de Acetona y Metanol utilizando un espectrómetro de masas de tiempo de vuelo lineal D. C. Palacio1*, R. Cabanzo1, E. Mejía-Ospino1 1

Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular- LEAM, Universidad Industrial de Santander, A.A. 678, Bucaramanga, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Se utilizó un espectrómetro de masas con analizador de tubo de tiempo de vuelo lineal para estudiar los procesos de fotoionización y fotodisociación de acetona y metanol. En el montaje experimental la muestra ingresa al espectrómetro por un sistema difusor que es operado manualmente, además se utiliza un láser (Nd:YAG) como fuente de ionización pulsada, con energía de 100mJ por pulso y longitud de onda de 532nm y 355nm, el analizador es un tubo de vuelo lineal que consta de dos placas aceleradoras en las que se aplicaron voltajes de 5000 y 4000V respectivamente y dos pares de placas deflectoras, la longitud efectiva de vuelo es de aproximadamente 100cm; cómo detector de los iones se empleó un “microchannel plate”. Todo el sistema se encuentra en alto vacío (1x10-7 torr) durante los procesos de ionización, vuelo y detección de los iones con el fin de asegurar un movimiento libre de los iones en todo su tiempo de vuelo. Se obtuvieron espectros de ionización multifotónica de tiempo de vuelo para la acetona siendo ionizada con el haz láser a longitudes de onda a 532 y 355nm, y se observaron tres fragmentos iónicos: CH3+, CH3CO+ y CH3COCH3+ con relaciones masa carga (m/e) de 15, 43 y 58 respectivamente. El espectro multifotónico del tiempo de vuelo del metano se obtuvo a 355nm. Los picos más prominentes de este espectro corresponden a H+, C+, CH3+, OH+, H2O+, CO+, COH+, CH3O+, CH3OH+ y el ión molecular (CH3OH)H+, para tiempos de vuelo que van desde 1µs hasta 8µs.

Archivo: FN-022


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IMPLEMENTACIÓN DE UN MÉTODO DE ANÁLISIS PARA LA DETERMINACIÓN DE ALBÚMINA SÉRICA HUMANA Y BOVINA POR ESPECTROSCOPIA DE FLUORESCENCIA J. C. Espinosa Calderón1*, A. Bonilla 1, R. Cabanzo1, E. Mejía-Ospino1 1

Laboratorio de Espectroscopia Atómica y Molecular, Escuela de Química y Física Universidad Industrial de Santander, A.A.678, Bucaramanga, Colombia. *[email protected]

RESUMEN DEL TRABAJO En este trabajo se presenta la potencialidad de la espectroscopia de fluorescencia y fluorescencia sincrónica como método de análisis en la cuantificación de albumina sérica humana (HSA) y bovina (BSA) en medio acuoso, de forma rápida, confiable y económica. El análisis cuantitativo es de gran importancia en el diagnóstico de enfermedades. Se prepararon soluciones patrón de BSA por disolución de muestra en agua tipo I y se realizó una curva de calibración. Este método mostró una excelente exactitud, con un coeficiente de correlación de 0.988 y un límite de detección de 5.076x10-9mol/L, parámetros que establecen la sensibilidad del método. Se realizó el mismo tratamiento empleando fluorescencia sincrónica la cual ofrece varias ventajas con respecto a la fluorescencia convencional como una mejor repetibilidad, reducción del ancho de banda espectral y eliminación de interferencia con señales Raman. También se desarrolló un método de determinación cuantitativa de BSA utilizando un marcador, Sulforodamina B (SRB). Los resultados experimentales indican que ocurre apagamiento de la fluorescencia de la SRB inducido por la BSA por medio de un apagamiento estático, debido a interacciones electrostáticas, la constante de apagamiento obtenida fue 1.173x104L/mol. Debido a que la BSA y HSA son proteínas homologas, se cuantificó HSA en muestras de suero de siete pacientes sanos en exámenes de rutina. Las concentraciones de HSA en sangre estuvieron entre 34 y 54 g/L, rango señalado como nivel normal de HSA.

Archivo: FN-023

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SIMULATION OF THE AGATA ARRAY AND THE INVESTIGATION OF THE NUCLEAR CONTINUUM David C. Flechas1,2 *, F. Cristancho1,2 , E. Merchán1,3 1

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia 2 Centro Internacional de Física, Bogotá, Colombia 3 Helmholtzzentrum GSI, Darmstadt, Germany * [email protected]

The Advanced GAmma-ray Tracking Array (AGATA) [1] is proposed for high-resolution gamma ray spectroscopy. A host of different nuclear physics questions are awaiting to be answered using the extraordinary capabilities of this instrument. Among them questions regarding the nuclear continuum, that energy-spin region in which no more discrete states are observable and instead statistical quantities like level density and temperature can be investigated. Detecting the gamma-ray decay from those high excitation energy and high spin regions has always implied the use of scintillators because of their better efficiency, in comparison to Ge, for energies around 10 MeV. A combination of experimental techniques was proven as successful in the investigation of the nuclear continuum when using scintillator arrays like GASP [2]. The present work uses a Geant4 simulation of AGATA [3] to investigate its possibilities when the large efficiency to the detection of gamma cascades with multiplicities as large as M = 30 is used in order to study the nuclear continuum. The initial main subject is to determine the response function of AGATA when a cascade of multiplicity M starts at nuclear excitation energy E, that is to determine how many detectors k are fired and how much energy H is collected by the array. These are the primary quantities that could allow the method proven already as successful with scintillatosr [2].

Archivo: FN-024


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SIMULACIÓN DE UNA COMPUERTA DE FASE CONTROLADA P. Marín*, C. Estrada, J. Mahecha Grupo de Física Atómica y Molecular, Instituto de Física, Universidad de Antioquia A.A. 1226, Medellín *[email protected]

Resumen .

La computación cuántica basada en la fase geométrica o fase de Berry es un novedoso tipo de computación. Se caracteriza por ser muy robusta respecto a ciertos errores debidos al entorno. La fase de Berry es la fase geométrica acumulada en un ciclo cuando se varían adiabáticamente los parámetros del Hamiltoniano del sistema. Se pueden construir compuertas lógicas cuánticas basadas en una dinámica condicional de las fases geométricas. En el presente trabajo se realiza una simulación computacional, mediante la solución numérica de la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo, de la evolución de un sistema de dos qubits que da lugar a la compuerta de fase controlada. El algoritmo usado depende de una expansión del propagador cuántico en los generadores de un álgebra de Lie de dimensión 16. El modelo se basa en la resonancia magnética nuclear. Específicamente, se construye una compuerta cuántica de dos qubits usando la molécula de cloroformo CHCl3, sometida a un campo magnético uniforme y a pulsos de radiofrecuencia. Los dos qubits son los estados de espín 1/2 del H y el C. En la literatura se encuentran estudios experimentales de dicho sistema físico. Nuestra simulación reproduce la acción de la compuerta sobre las fases geométricas de los dos qubits en el sistema físico realista mencionado.

Archivo: FN-025

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FUNCIÓN DE AJUSTE PARA LOS ESPECTROS ENERGÉTICAMENTE ORDENADOS EXPERIMENTALES EN EL ESTUDIO DEL CONTINUO NUCLEAR J.R. Pinzón1, F. Cristancho2 1 2

Departamento de Física: Grupo de Física Nuclear, Universidad Nacional de Colombia Departamento de Física: Grupo de Física Nuclear, Universidad Nacional de Colombia *jrpinzona @unal.edu.co

Ya se ha comprobado que estudiando el decaimiento gamma de los estados nucleares producto de reacciones de fusión-evaporación, combinado con la técnica Hk y usando los Espectros Energéticamente Ordenados (EOS), es posible obtener parámetros físicos que describen el núcleo a alta energía de excitación y espín, en el llamado continuo nuclear. Se han desarrollado métodos para ajustar los EOS utilizando los Estadísticos de Orden a partir de modelos físicos sencillos (sin considerar el espín), pero estos tienen grandes limitaciones. Se presenta el desarrollo de un nuevo método exitoso capaz de calcular la función de ajuste, tal que reproduce con gran precisión los espectros simulados (experimentales) usando distintos modelos físicos del núcleo para la fortaleza de emisión gamma y la densidad de niveles, se considera su dependencia con el espín. Con la realización de los experimentos ya planteados, la nueva función de ajuste permitiría comprobar los distintos modelos nucleares y determinar los distintos parámetros en regiones del núcleo nunca antes estudiadas.

Archivo: FN-026


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MODELO TEÓRICO PARA LA FUNCIÓN RESPUESTA EN DETECTORES DE RAYOS GAMMA J.R. Pinzón1, F. Cristancho2 1 2

Departamento de Física: Grupo de Física Nuclear, Universidad Nacional de Colombia Departamento de Física: Grupo de Física Nuclear, Universidad Nacional de Colombia *jrpinzona @unal.edu.co .

En muchas de las aplicaciones de la espectroscopia gamma es necesario conocer con exactitud el espectro que se quiere medir pero, a causa de los mismos mecanismos de interacción radiación-materia que permiten la detección, en la práctica se obtienen espectros diferentes a los reales debido a la respuesta no ideal del sistema de detección, por lo que es importante conocer la función respuesta del detector para poder deconvolucionar el espectro medido y obtener el real. Existen métodos para la sintetización de la función respuesta, pero dada la complejidad del problema son difíciles y muy dispendiosos de aplicar para cada situación particular (experimento). Se propone un modelo teórico que utilizando el conocimiento físico sobre los mecanismos de interacción radiación-materia (efecto fotoeléctrico y efecto Compton) y a partir de unos pocos parámetros es capaz de generar la función respuesta. Se prueba este nuevo método ajustando espectros experimentales tomados con un detector de estado sólido HPGe y un centelleador NaI, mostrando que es válido en un amplio rango de energías. También se prueban métodos para la deconvolución de espectros utilizando la función hallada.

Archivo: FN-027

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Medidas de la sección eficaz de fotoabsorción de moléculas de interés biológico en el intervalo de energía de ultravioleta del vacío. P. Iza *1, M. G. P. Homem 2, L. S. Farenzena 2, A. Hasse 2, L. F. S. Rosa 2, R. L. Cavasso-Filho 3, M. T. Lee 4, I. Iga 4 (1) Instituto de Ciencias Físicas, Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL), 09-01-5863 Guayaquil, Ecuador. (2) Departamento de Física, UFSC, 88040-970 Florianópolis, SC, Brazil. (3) Centro de Ciências Naturais e Humanas, UFABC, 09090-400 Santo André, SP, Brazil. (4) Departamento de Química, UFSCar, 13565-905 São Carlos, SP, Brazil. *

[email protected]

En este trabajo se reporta la determinación experimental de la sección eficaz de fotoabsorción de algunas moléculas como: fosfato trimetil (TMP), tetrahidrofurano (THF), tetrametilsilano (TMS) en fase gaseosa bajo la incidencia de radiación ultravioleta del vacío. Específicamente la sección eficaz absoluta de fotoabsorción y rendimiento cuántico de fotoionización de estas moléculas fueron determinados en el intervalo de energía de 11.11-21.45 eV. Los detalles del diseño experimental y procedimiento se encuentran en nuestro trabajo previo [1]. Las medidas fueron realizadas utilizando la técnica de doble cámara de ionización [2] y la radiación monocromada de la línea de luz TGM [3] del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón de Brasil (LNLS). Los resultados serán presentados en el congreso.

Archivo: FN-028


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SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE NANOPARTICULAS DE ORO Y DE PLATA OBTENIDAS POR REDUCCIÓN QUÍMICA Y ABLACIÓN LÁSER PARA ESTUDIOS EN RAMAN INTENSIFICADO POR EFECTO DE SUPERFICIE (SERS). L.V Vargas1*; J. Gómez1, R. Cabanzo1, E. Mejía-Ospino1, E. De La Cruz2, C. Rinaldi2 1 Laboratorio de Espectroscopia Atómico Molecular (LEAM), Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander- Bucaramanga. Colombia 2 Department of Chemical Engineering, University of Puerto Rico, Mayaguez *[email protected]

Las nanoparticulas metálicas son usadas en diversas áreas debido a las diferentes propiedades ópticas, eléctricas, magnéticas, térmicas, catalíticas, químicas y espectroscópicas que poseen los metales. Para su aplicación es necesarios controlar propiedades morfológicas; en el caso de la espectroscopía Raman intensificada por efecto de superficie (SERS), son un parámetro muy importante debido a las resonancias plasmónicas, que conduce a una mejora en las señales que se obtienen en Raman dependientes de las características superficiales q posean. El control de la morfología se logra a través de la síntesis de nanopartículas; por esta razón, resulta necesario implementar un protocolo específico para su preparación. Con este propósito hemos estudiado los parámetros que afectan a la preparación de los coloides de oro y de plata por reducción química con citrato de sodio como agente reductor y ablación láser en láminas de oro y de plata. Se utiliza espectroscopia UV-Vis, microscopía de transmisión electrónica (TEM) y dispersión dinámica de luz (DLS) que indican la morfología de resultante de las nanopartículas y nos muestran que la morfología está estrechamente relacionada al método de obtención y a su vez depende de los parámetros de preparación.

Archivo: FN-029

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ANALISIS DE LA BIRREFRINGENCIA INDUCIDA EN PELICULAS MICROESTRUCTURADAS DE PMMA PARA EL ESTUDIO DEL FENOMENO DE ALMACENAMIENTO ÓPTICO MERCADO G. E. 1, QUIROGA S. A 1, RACEDO N. F 2 1

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Estudiante de Física grupo GEOEL, Universidad del Atlántico, Barranquilla Profesor Dpto. de física, Grupo de Investigación GEOEL, Universidad del Atlántico, Barranquilla Email del Autor correspondiente: [email protected]

Se estudió el fenómeno de almacenamiento óptico en películas microestructuradas de polimetilmetacrilato (PMMA). Por medio de la birrefringencia inducida en el material, se estudiaron algunas propiedades tales como trasmitancia y absorción. El almacenamiento óptico es un fenómeno de lectura y escritura óptica, que es debido a la característica que presentan los azocompuestos al cambiar su estructura química cuando se exponen a una determinada longitud de onda. Para inducir y estudiar la birrefringencia en el material, se utilizaron dos láseres, uno de baja potencia de He – Ne linealmente polarizado y un láser de Nd – YAG de 5 mV de potencia linealmente polarizado, este último su utilizo como láser de escritura el cual es el encargado de orientar las moléculas del PMMA para así inducir la birrefringencia. Variando la potencia del láser de escritura se pudo obtener una variación en la cantidad de birrefringencia inducida, lo cual mostro unos resultados interesantes ya que se pudo observar cómo reaccionan los azopolimeros a la cantidad de energía incidente, permitiendo esto verificar el aumento en la intensidad de la birrefringencia con el aumento de la potencia de excitación hasta conseguir una potencia umbral donde el fenómeno bajo estudio no sufre modificaciones significativas observándose un efecto de saturación.

Archivo: FN-030


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DEFINICIÓN DE UN COEFICIENTE DE CONVERGENCIA PARA EL CÁLCULO DE HOLOGRAMAS NUMÉRICOS POR IFTA. Rafael Torres Amarís1, William Salazar González1* 1

Escuela de Física: Grupo de Óptica y Tratamiento de Señales, Universidad Industrial de Santander * Correo de correspondencia: physics_uis @yahoo.com RESUMEN DEL TRABAJO .

En el cálculo de hologramas generados por computador la convergencia de dichos hologramas es un problema a resolver. Para obtener una mayor convergencia durante la optimización se hace necesaria la implementación de un coeficiente en el algoritmo iterativo que conlleve a un holograma con alta eficiencia de difracción. Clásicamente ha sido usado un coeficiente dado por Wyrowskia. En este trabajo se define otro coeficiente de convergencia para el cálculo de hologramas numéricos de sólo fase basado en el principio de Parseval. Se muestran comparaciones entre ambos coeficientes en medidas de eficiencia de difracción, SNR y error. Los hologramas calculados con el nuevo coeficiente evidencian una mejoría en la convergencia del algoritmo, la cual es observada en curvas comparativas.

Archivo: FN-031 F. Wyrowski. Difractive optical elements: iterative calculation of quantized, blazed phase structures. Journal of the Optical Society of America A 7, 961-969 (jun 1990).

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EVIDENCIA DE LA NATURALEZA QUÍMICA Y NO FÍSICA DE LAS TRANSFORMACIONES EN CsHSeO4 E. Ortiz*, B. Rodríguez, J. C. Tróchez Facultad de Ciencias Básicas: Grupo Física de Materiales, Universidad del Atlántico *[email protected] En esta investigación se hace uso de las técnicas de caracterización calorimetría diferencial de barrido simultánea con análisis termogravimétrico, DSC-TGA, y calorimetría diferencial de barrido modulada, MDSC, con el objeto de examinar si las transformaciones en CsHSeO4 son físicas (como lo afirma casi la totalidad de la literatura) o si por el contrario son químicas como recientemente se ha encontrado para el caso de las correspondientes transformaciones en la sal CsHSO4. Los resultados DSC-TGA evidencian que simultáneamente con las anomalías endotérmicas DSC (alrededor de 80 y 128°C) aparecen dos eventos de pérdida de masa, respectivamente. Por otra parte las medidas MDSC indican que la totalidad de la componente de flujo de calor corresponde exclusivamente a la componente cinética. Teniendo en cuenta la simultaneidad en los valores de temperatura en las cuales ocurren los eventos de pérdida de peso y las anomalías endotérmicas DSC, y que las transformaciones químicas son eventos dependientes del tiempo, concluimos que las observadas anomalías endotérmicas DSC son consecuencia exclusiva de eventos de transformación química (en la superficie) de la muestra. Si esta interpretación es correcta, se prevé un redireccionamiento de las investigaciones relativas a este material puesto que la transformación a 128 °C ha sido asociada a una transición de una fase de baja conducción protónica a otra de conducción superprotónica.

Archivo: FN-032


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EXPERIMENTOS DE INDUCCIÓN MAGNÉTICA DE UN GAS DE ÁTOMOS ULTRAFRÍOS F. J. Poveda-Cuevas1*, J. A. Seman1, P. C. M. Castilho1, G. Roati2, K. M. F. Magalhães1, S. R. Muniz1, V. S. Bagnato1 1

Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, Caixa Postal 369, 13560-970 São Carlos, SP, Brasil 2 LENS and Dipartimento di Fisica, Universita di Firenze, and INFM-CNR, Via Nello Carrara 1, 50019 Sesto Fiorentino, Italia * [email protected]

Presentamos una propuesta experimental para el estudio de las propiedades globales magnéticas de un condensado de átomos de 87Rb. En concreto, estamos interesados en entender cómo funciona un sistema atómico (cuántico) interactuando con un circuito externo (mesoscópico). Produciremos un gas espín-polarizado de átomos ultra-fríos en una trampa híbrida compuesta por un campo cuadrupolar magnético y una trampa óptica de dipolos [1]. La nube atómica es del orden de 105 átomos con una temperatura de ~100nK, y pasará a través de un circuito inductivo superconductor de aproximadamente 3.0cm de diámetro. El débil campo magnético provocará una corriente que será de decenas de picoampers, el cual puede ser adecuadamente detectado utilizando un dispositivo superconductor de interferencia cuántica. Con la nube cuánticamente degenerada esperamos observar diferentes comportamientos en la señal de inducción y creemos que será posible detectar una transición de fase cuántica mediante el análisis de esta señal. Además, este experimento revelará nuevos aspectos de las propiedades magnéticas y termodinámicas del sistema. En la actualidad, estamos en la fase final del aparato experimental. El sistema de producción de la muestra es similar al desarrollado por nuestro grupo y es descrito en publicaciones anteriores [2]. Este trabajo es apoyado por la CAPES FAPESP y CNPq. [1] Y.-J Lin et al., Phys. Rev. 79, 063631-1 (2009). [2] E.A.L. Henn et al., Braz. J. Phys. 38, 279 (2008).

Archivo: FN-033

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The role of multiple scattering in the image formation with a gamma Compton backscattering device. Claudia Garzón (1,2,3),, Fernando Cristancho(1,3) Centro Internacional de Física, Bogotá, Colombia (2) Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia (3) Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia E-mail: [email protected] (1)

A succesful gamma backscattering imaging device has been designed and shown to be able of producing images of photographic quality. The apparatus uses the positronic decay of 22Na that produces two 511 keV gamma rays travelling in opposite direction. If one of the photons flies towards a conveniently placed position-sensitive detector, the other one will travel towards the inspected sample. Collection in the PD is triggered if the second photon backscattering in the sample and hits a second, called backscattering detector (BD). According to this schematic operation principle, the gamma ray interacting with the sample may do one or more Compton scattering before being registered by the BD. This, in turn implies that triggering data collection in the PD can be done by the first, the second and so on, Compton- scattered gamma rays. There is then the question whether the multiple Compton scattering has a constructive or detrimental role on the image formation. The present work uses GEANT4 to simulate the whole process, positronic decay, gamma interaction with both sample and instrument to determine the contribution of single-, in comparison to multiple-Compton scattering and their role in the formation of the image.

Archivo: FN-034


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COMPORTAMIENTO DE LA DESCARGA LUMINISCENTE ANORMAL DEPENDIENDO DE LA ATMÓSFERA GASEOSA EN UN SISTEMA APTO PARA TRATAMIENTO DE MATERIALES A. Sarmiento Santos1*, C. E. Rojas Sánchez1, J. F. Cepeda Grimaldos1 1

Escuela de Física: GSEC, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Avenida Central del Norte, Tunja. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

La generación de la descarga luminiscente de corriente continua puede realizarse en estado estacionario o con flujo de la atmósfera gaseosa, donde el gas se encuentra entre dos electrodos. Aplicando una diferencia de potencial entre los electrodos por encima de cierto valor umbral o de disrupción que depende del tipo de gas, de las características geométricas del sistema y de la presión de llenado, es posible la generación y el mantenimiento de la descarga en dicho gas. El tipo de descarga creada puede clasificarse según la diferencia de potencial que se aplica entre los electrodos y la correspondiente corriente eléctrica que circula por el sistema. Las especies reactivas generadas en el gas son usadas para provocar interacciones físicas y químicas sobre una superficie, las cuales pueden ser aprovechados para el tratamiento superficial y síntesis de materiales tales como nitruración, carbonitruración y polimerización, pero además, tiene gran potencialidad de aplicación como una fuente térmica. En el presente trabajo se describe el montaje de un horno para el tratamiento de materiales que funciona por calentamiento a través de las especies energéticas generadas en la columna negativa de la descarga luminiscente de baja presión, utilizando corriente continua. En el montaje se realiza el control de la temperatura en función de la presión, tipo de gas y proporciones de las mezclas gaseosas en la cual se genera la descarga (Ar, N2, H2, aire, Ar/N2, N2/H2, y N2/H2).

Archivo: FN-035

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ESTADOS AUTOIONIZANTES DEL ATOMO DE HELIO EN PLASMAS DE FUSION TERMONUCLEAR A.F. Ordoñez*, J.C. Cardona y J.L. Sanz-Vicario Instituto de Física, Universidad de Antioquia,AA 1226-Medellín, Colombia *e-mail: [email protected] Los procesos atómicos en plasmas confinados magnéticamente (Tokamaks) relacionados con la fusión termonuclear han ganado interés en los últimos años. Uno de los combustibles esenciales en la fusión es el Helio, y es interesante conocer secciones eficaces de procesos atómicos que conllevan pérdida de energía contenida en el plasma. Uno de los procesos no radiativos de pérdida de energía junto con emisión de iones He+ y electrones es la autoionización de estados doblemente excitados de Helio. La interacción del Helio con un plasma de acople débil puede estudiarse en la aproximación de campo medio de Debye, asumiendo un efecto de apantallamiento de los potenciales coulombianos, de forma que el potencial para el átomo de Helio es V(r1,r2) = -exp(-r1/D)/r1-exp(-r2/D)/r2+exp(-r12/D)/r12, donde D=kBT/4πe2n es el parámetro de longitud de Debye, que depende de las condiciones de temperatura T y densidad n del plasma. En este trabajo se estudia la modificación de la estabilidad tanto de los estados ligados como de los estados autoionizantes del Helio, poniendo énfasis en entender cómo las energías y las vidas medias de decaimiento de los estados autoionizantes de simetrías 1,3Se, 1,3P y 1,3De se ven drásticamente modificadas con la longitud de Debye D. De hecho, es sorprendente encontrar que no hay un comportamiento monótono dentro de cada serie Rydberg resonante: algunas de ellas aumentan su vida media y otras la disminuyen en función de D. Dicho fenómeno está relacionado íntimamente con la diferente distribución del par electrónico (distancia r12 o ángulo θ12) en cada estado resonante. Para este trabajo se ha implementado una metodología Feshbach que emplea funciones tipo Hylleraas-r12 altamente correlacionadas, permitiendo obtener una alta precisión en los resultados de forma eficiente, dado que todas las integrales involucradas pueden resolverse analíticamente [1]. [1] J.C. Cardona y J.L. Sanz-Vicario, J. Phys. B 41, 055003 (2008), J.-L. Calais y P.-O. Löwdin, J. Mol. Spectrosc. 8, 203 (1962)

Archivo: FN-036


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SPUTTERING EN LA DESCARGA LUMINISCENTE ANORMAL A TEMPERATURA DE 800°C Rojas Sánchez1, A. Sarmiento Santos1*, E. Vera López1 1

Escuela de Física: GSEC, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Avenida Central del Norte, Tunja. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Durante los procesos de tratamiento superficial o de sinterización en el cátodo de una descarga luminiscente anormal, es inevitable la presencia del sputtering debido al bombardeo de la superficie de la pieza por iones y especies neutras rápidas. Es así como en este trabajo se estudia el sputtering sufrido por muestras de acero 1020 y de cobre colocadas en el cátodo de una descarga luminiscente con flujo de argón a una temperatura de 800°C en el cátodo. El proceso de sputtering fue llevado a cabo en corriente continua y también con corriente continua pulsante, encontrándose una menor tasa de sputtering con este último tipo de señal reflejado en la menor pérdida de masa de las muestras utilizadas. También se determinó que se requiere una menor potencia en la descarga luminiscente, para mantener una misma temperatura en el cátodo de la descarga, cuando se utiliza corriente continua pulsante. Mediante análisis de microscopia óptica de la superficie de las muestras, también se observa menor homogeneidad superficial en las muestras sometidas a la descarga luminiscente anormal en corriente continua pulsante.

Archivo: FN-037

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IMPLEMENTACION DE UNA METODOLOGIA PARA DETERMINAR EL GRADO DE FOSFATACION DE ZEOLITAS TIPO LTA MEDIANTE LA TECNICA LIBS

D. Pineda1, R.Cabanzo2, E.Mejia-Ospino1* 1

Escuela de Química: Laboratorio de Espectroscopia Atómica y Molecular, Universidad Industrial de Santander 2 Escuela de Física: Laboratorio de Espectroscopia Atómica y Molecular, Universidad Industrial de Santander *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Las zeolitas son materiales de gran interés en la actualidad, debido a la gran variedad de propiedades fisicoquímicas que le confieren su estructura porosa y estructura cristalina altamente simétrica, que les permiten ser utilizadas en un sinfín de procesos industriales como procesos catalíticos, intercambio iónico, procesos de absorción y adsorción, descontaminación de aguas y suelos. Los métodos espectroscópicos son una alternativa de gran ayuda para la caracterización de estos materiales, como es el caso de la espectroscopia de plasma inducido por laser (LIBS). En este trabajo se utilizo la técnica de LIBS para caracterizar una zeolita tipo LTA y obtener la composición elemental y la relación de Si/Al, Si/P y Al/P. Esta información puede ser utilizada en el análisis de propiedades como selectividad, actividad catalítica, acidez, entre otras que son de gran importancia en la industria petroquímica.

Archivo: FN-038


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DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DE SALIDA DEL REFRIGERANTE DEL NÚCLEO DEL REACTOR NUCLEAR IAN-R1, A PARTIR DE VALORES DE FLUJOS NEUTRONICOS. Jiménez M. F.1*, Sandoval J.1** 1

Reactor Nuclear IAN-R1 Ingeominas, Bogotá, Colombia *[email protected] **[email protected]

Utilizando conceptos de Termohidráulica y transferencia de calor aplicados a reactores nucleares, se realizaron cálculos para estimar la cantidad de calor emitida por las barras de combustible a partir del conocimiento de los flujos neutrónicos en diversas partes del núcleo del reactor. Una vez obtenida la cantidad de calor emitida por las barras de combustible, alrededor de las posiciones de irradiación del núcleo del reactor, se estimó la temperatura de salida del refrigerante en los canales de flujo asociados a dichas barras. A partir de esto, se determinó de forma indirecta, la potencia a la cual fue operado el reactor en el momento de la medición de los flujos neutrónicos, equivalente a 20kW, y que a su vez coincide con la potencia obtenida durante la última calibración de potencia térmica para los mismos rangos de temperatura del refrigerante.

Archivo: FN-039

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ESTUDIO DE DESLIZAMIENTOS DE TIERRA CATASTROFICOS A PARTIR DE UN MODELO MINIMAL DE IMPERFECCIÓNES EN LA TEORIA DE CATASTROFES.

N. C. Reyes Suárez 1*, S. L. Castillo D1, F. Naranjo M1 1

Departamento de Física: Grupo de Física teórica y computacional (GFTC), Universidad pedagógica y tecnológica de Colombia. * [email protected]

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En la teoría de catástrofes, los parámetros involucrados en la ecuación dinámica juegan un papel importante, ya que la magnitud de dichos parámetros determina los estados de equilibrio y no equilibrio del sistema. Estudiamos el modelo teórico de imperfecciones de la teoría de catástrofes en un sistema de una partícula, para luego hacer una generalización a un sistema de muchas partículas, en donde se observaron los diferentes comportamientos que presentaban los diagramas de bifurcación a medida que se varían los parámetros en el sistema; luego se aproximaron estos resultados a un modelo real como lo son los deslizamientos de tierra catastróficos ocasionados por una ola invernal, y posteriormente se compararon cualitativamente.

Archivo: FN-040


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DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN ELEMENTAL DE FONDOS DE VACÍO DE CRUDOS COLOMBIANOS A PARTIR DE LA ESPECTROSCOPÍA DE FLUORESCENCIA EN ESTADO ESTACIONARIO Y MÉTODOS QUIMIOMÉTRICOS C. Flórez 1*, J. Orrego 1*, E. Mejía-Ospino 1 1

Departamento de Física: Laboratorio de Espectroscopia Atómica y Molecular, Universidad Industrial de Santander *[email protected] RESUMEN .

La composición elemental (C, H, N, S, Ni y V) de las fracciones del crudo es de gran importancia ya que permite evaluar rápidamente la calidad de un corte o la eficacia en un proceso de refinación. Los prolongados tiempos de respuesta de las técnicas estándar limitan la toma de decisiones oportunas en la operación. En este trabajo se desarrolló una metodología alterna para caracterizar fondos de vacío y fracciones de fondo de la Unidad de Destilación Molecular (UDM), a partir de la correlación del espectro de fluorescencia y la composición elemental obtenida por los métodos de referencia, mediante el análisis de componentes principales (PCA) y regresión de mínimos cuadrados parciales (PLS). Mediante el PCA de la data espectral y el estadístico de Hopkins, se determinaron dos agrupaciones; fondos de vacío - residuos y condensados. Para cada uno de estos grupos se desarrollaron modelos independientes para establecer la concentración de C, H, N, S, Ni y V en el rango espectral entre 320 y 580 nm. La alta dispersión en la señal espectral como consecuencia de la variación en el tamaño de partícula, se corrigió mediante la transformación SNV (Standard Normal Variate). Las validaciones de estos modelos, mostraron resultados satisfactorios, con errores estándar de predicción (SEP) del mismo orden que los métodos de referencia.

Archivo: FN-041

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ESTUDIO COMPARATIVO DE LA ESTRUCTURA ELECTRONICA DE LAS MOLECULAS DE BENCENO, IMIDAZOLE Y BENZIMIDAZOLE EN FASE GASEOSA PARA EL ESTADO FUNDAMENTAL Y PRIMER ESTADO EXCITADO SINGULETE, COMO BLOQUES PRIMARIOS PARA EL DESARROLLO DE MEDIOS ACTIVOS PARA LASERES SINTONIZABLES

Sindy Henriquez Cera1,2*, Oscar Neira Bueno2, Rafael Carrasquilla2 1

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Joven Investigadora-Colciencias Convocatoria 510 del 2010 Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad de Popular del Cesar *[email protected]

Se ha calculado las propiedades electrónicas del Benzimidazole en fase gaseosa para el estado fundamental y primer estado excitado y se presenta el estudio comparativo entre la molécula Benzimidazole y sus dos anillos que lo conforman. Para ello se usaron descriptores electrónicos y de reactividad química. La razón del estudio, obedece a su empleo como bloques para desarrollar estructuras moleculares de medios activos para láseres sintonizables. El enfoque empleado fue vía cálculos químico-cuánticos ab initio con el modelo B3LYP/6-31 + G (d). Los descriptores electrónicos calculados fueron el E-HOMO (energía del orbital más alto ocupado), E-LUMO (energía del orbital molecular más bajo desocupado), la barrera de energía o gap( diferencia de energía entre el HOMO y LUMO) y los descriptores de reactividad química, afinidad electrónica, potencial químico y dureza a fin de hacer la comparación.

Archivo: FN-042


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PROPIEDADES OPTICAS DE LOS COMPUESTOS BENCENO, IMIDAZOLE Y BENZIMIDAZOLE EN FASE GASEOSA Y EN DOS SOLVENTES Sindy Henriquez Cera1,2*, Oscar Neira Bueno2, Rafael Carrasquilla2 1

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Joven Investigadora-Colciencias Convocatoria 510 del 2010 Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad de Popular del Cesar *[email protected]

Se presenta los espectros de absorción y emisión electrónica de los compuestos Benceno, Imidazole y Benzimidazole, desde la mirada de la Teoría de los Funcionales de Densidad dependiente del tiempo usando el modelo B3LYP/6-31 + G (d), la cual permitió hallar la fuerza del oscilador asociado a las transiciones verticales tanto del nivel fundamental al primer estado excitado y viceversa, en fase gaseosa y utilizando dos solventes. Para la obtención de los perfiles de las líneas y del espectro se usaron perfiles gaussianos y se procedió a la convolución de los mismos, a fin de obtener su forma y posición espectral de los mismos.

Archivo: FN-043

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ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DEL ESTADO FUNDAMENTAL Y PRIMER ESTADO EXCITADO SINGLETE EN FASE GASEOSA DE LA MOLÉCULA 2FENIL-IMIDAZOLE Y SUS DOS BLOQUES PRIMARIOS: UNA MIRADA DESDE LA TEORÍA TDF. L. Gutiérrez12*, Rafael Carrasquilla2, Oscar Neira2 1

Joven Investigador "Virginia Gutiérrez de Pineda” UPC-Colciencias 2 Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, UPC, Valledupar Cesar * [email protected] RESUMEN .

La geometría y las propiedades electrónicas de la molécula, 2-Fenil-Imidazole y sus dos bloques primarios del estado fundamental y en el primer estado excitado singlete en fase gaseosa fueron obtenidas. Para ello se usaron descriptores electrónicos y de reactividad química usando un enfoque vía cálculos químico-cuánticos ab initio con el modelo B3LYP/6-31 + G (d). Los descriptores electrónicos calculados fueron el E-HOMO (energía del orbital molecular más alto ocupado), E-LUMO (energía del orbital más bajo desocupado), la barrera de energía o gap (diferencia de energía entre el HOMO y LUMO) y los descriptores de reactividad química, afinidad electrónica, potencial químico, dureza a fin de hacer la comparación.

Archivo: FN-044


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PREDICCIÓN DE LAS PROPIEDADES ÓPTICAS DE ABSORCIÓN Y EMISIÓN DE LOS COMPUESTOS BENCENO, IMIDAZOLE Y 2-FENIL-IMIDAZOLE EN FASE GASEOSA Y EN TOLUENO Y ALCOHOL ETÍLICO. L. Gutiérrez12*, Rafael Carrasquilla2, Oscar Neira2 1

Joven Investigador "Virginia Gutiérrez de Pineda” UPC-Colciencias 2 Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, UPC, Valledupar Cesar * [email protected] RESUMEN

Se logró obtener los espectros de absorción y emisión electrónica de los compuestos Benceno, Imidazole y 2-Fenil-imidazole en fase gaseosa y en tolueno y alcohol etílico, usando el modelo B3LYP/6-31 + G (d), en el marco de la Teoría de los Funcionales de la Densidad dependiente del tiempo. Se calculó la fuerza del oscilador asociado a las transiciones verticales tanto del nivel fundamental al primer estado excitado y viceversa. Para la obtención de los perfiles de las líneas y del espectro se usaron perfiles gaussianos y se procedió a la convolución de los mismos, a fin de obtener su forma y posición espectral de los mismos.

Archivo: FN-045

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Modelo alternante protón-neutro para la migración del hidrógeno en metales Gustavo Martínez Tamayo1 1 Departamento de Física: Grupo de Física Nuclear, Laboratorio de Implantación de Iones, Universidad Nacional de Colombia *Email: gmartinezt @unal.edu.co Frente a las dificultades de la teoría funcional densidad, DFT, en cuanto al estado de carga del hidrógeno estático en metales (se desconoce aún si es H+, H- o H0, y un término faltante en la regla de suma de Friedel) y por otra parte, el acierto de la curva universal de ionización en la predicción de la carga eficaz, se ofrece aquí una interpretación alternativa del proceso de frenado de átomos livianos en metales simples. El frenado de proyectiles atómicos rápidos de Bohr, S=Z*2F(B,v), se expresa en términos de la carga efectiva Z*, de F, una función que depende de la naturaleza del blanco, B, y de la velocidad media del proyectil en el mismo, v. Z* se obtiene de la curva universal de ionización, que no es otra cosa que la aplicación del criterio de velocidad de Bohr al modelo atómico de Thomas-Fermi. A velocidad baja el blanco se comporta como medio viscoso con frenado proporcional a la velocidad, S=Z*2F(B)v; en tanto que F muestra una dependiente débil con la densidad. Sin dependencia en B distinta a la incluida en Z*, S=Z*2v y como ZH2 <1 (el frenado es una sucesión de procesos alternados de captura y pérdida electrónica más que el valor estático, promedio que suministra DFT), se sugiere la siguiente interpretación: SH (y quizás SHe) depende de un evento común: El choque del protón con el electrón libre que lo apantalla. Z*2 se interpreta como la fracción de tiempo o frecuencia p, en la cual el hidrógeno permanece como protón, mientras que la fracción restante q, da la permanencia como átomo neutro, con escasa contribución al frenado

Archivo: FN-046


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ESTUDIO TEMPORAL DE LA AUTOIONIZACION DE ATOMOS CON PULSOS LASER INTENSOS Y ULTRACORTOS C.M. Granados* y J.L. Sanz-Vicario Instituto de Física, Universidad de Antioquia,AA 1226-Medellín, Colombia *e-mail: [email protected] El progreso en la generación de pulsos láser con duraciones de pocos femto e incluso attosegundos permite la idea fascinante de estudiar la dinámica ultrarràpida del movimiento electrónico con resolución temporal. Un caso de estudio es el proceso de fotoionización en el átomo de Helio con un pulso láser XUV (fs o as) con energía de fotón superior a 60 eV, en la región donde se encuentran estados resonantes por encima del límite de ionización He+(n=1). Tanto el proceso de fotoionización directa como el de autoionización de los estados resonantes generan el mismo producto final He+hω −> Ηe++e-, dando lugar a interferencias cuánticas que generan perfiles de Fano en el espectro de fotoionización. La autoionización en el He es un proceso con tiempos de vida tan cortos como 5 fs. La dinámica de este decaimiento puede ser “probada” con láseres tipo bombeo XUV-prueba IR separados entre sí por un tiempo de retraso τ, controlado con resolución de attosegundos. El análisis del espectro de fotoionización (XUV+IR) del He en función del retraso puede indicar en qué momento tiene lugar la autoionización. Se resuelve la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo para el He en presencia de pulsos láser ultracortos, implementando un método espectral donde el paquete de ondas se expresa en términos de los autoestados asintóticos del Hamiltoniano proyectado según el método Feshbach en ausencia de radiación, que permite una adecuada descripción de la autoionización en el dominio temporal [1]. [1]. J. L. Sanz-Vicario, H. Bachau y F. Martín. Phys. Rev. A 73, 033410 (2006)

Archivo: FN-047

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TRANSPORTE NO LINEAL EN SUPERREDES DE BAJA DIMENSIONALIDAD: MULTIESTABILIDAD E HISTÉRESIS J. P. Ramírez2*, A. Martínez1, B. A. Rodríguez12 Instituto de Física: Grupo de Física y Astrofísica Computacional, Universidad de Antioquia A.A 1226 Medellín-Colombia. 2 Instituto de Física: Grupo de Física Atómica y Molecular, Universidad de Antioquia A.A 1226 Medellín-Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected] 1

RESUMEN En el contexto de una teoría semiclásica del transporte eléctrico para el estudio de una superred semiconductora y considerando el tunelamiento secuencial resonante como el principal mecanismo de transporte de carga en la red, pueden presentarse diferentes regímenes dinámicos para el comportamiento temporal de la corriente total, además de patrones espacio-temporales en la formación de dominios de carga en la red. Consideramos arreglos de puntos cuánticos (superredes “0 dimensionales”) sometidos a una temperatura T, un campo magnético transverso a la red B y un voltaje externo dc U. Para diferentes valores de estos parámetros pueden obtenerse diferentes regímenes dinámicos para la corriente total en la red, desde valores constantes para el transporte de carga (soluciones de punto fijo), pasando por oscilaciones autosostenidas (ciclos límite), hasta comportamientos aperiódicos con sensibilidad a las condiciones iniciales (caos) cuando el voltaje U tiene una componente ac. En este trabajo presentamos diagramas de bifurcación para la dinámica de la corriente total a través de la red al variar las condiciones de campo magnético. Además estudiamos la estabilidad estructural de las dinámicas observadas al variar el tamaño de la red. Finalmente estudiamos la posibilidad de la existencia de multiestabilidad e histéresis para este sistema.

Archivo: FN-048


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TRANSPORTE EN HETEROESTRUCTURAS TIPO AlGaAs/GaAs: EFECTOS DE CAMPOS ELÉCTRICO Y MAGNÉTICO J.P. Ramírez1*, W. Hanry Morais2, H. Vinck-Posada3, R.R. Rey-González3 , P.S.S. Guimarães2, B.A. Rodríguez1 1

Instituto de Física: Grupo de Física Atómica y Molecular, Universidad de Antioquia, Departamento de Física Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Minas Gerais 3 Departamento de Física: Grupo de Óptica e Información Cuántica, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá *[email protected] 2

RESUMEN Experimentalmente las heteroestructuras tipo AlGaAs/GaAs sometidas a campos eléctricos y magnéticos exhiben fenómenos interesantes: Formación de dominios de carga y oscilación de las corrientes en el perfil corriente-voltaje. Usando la competencia entre campos eléctricos y magnéticos se pueden generar oscilaciones entre transporte por minibandas y la formación de las escaleras de Wannier-Stark (WS). Esta “destrucción” y “construcción” de las minibandas conduce a un proceso de histéresis. En el presente trabajo se realiza un estudio teórico para el transporte de carga a través de una superred de pozos cuánticos idénticos acoplados lateralmente. A partir de nuestro modelo teórico, basado en el cálculo de transiciones entre los niveles energéticos de dos pozos adyacentes, transporte minibanda y las ecuaciones de rata para las poblaciones energéticas asociadas a las transiciones, se obtiene la histéresis observada en los experimentos.

Archivo: FN-049

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ONDITAS DE COHERENCIA ESPACIAL Y CORRELACION DE SEGUNDO ORDEN Román Castañeda1, Juan González2* 1

2

Escuela de Física, Universidad Nacional de Colombia (Sede Medellín) Departamento de Ciencias Naturales, Universidad Autónoma de Colombia (Bogotá) * [email protected]

RESUMEN DEL TRABAJO

Se presenta una descripción de la coherencia espacial de segundo orden basada en la Teoría de Onditas de Coherencia Espacial. Esta descripción se realiza en el contexto de los campos ópticos clásicos y para fuentes caóticas. Su concepto fundamental es la correlación entre Onditas, la cual vincula también la correlación de las densidades espectrales cruzadas de los campos. Dicha correlación conduce a un grado de coherencia espacial de segundo orden, el cual está conectado estrechamente con el efecto Hanbury Brown y Twiss (HB&T). En tal descripción se han integrado nuevas ideas como la modelación del campo en cualquier estado de coherencia espacial en términos de fuentes puntuales distribuidas en capas distintas ópticamente disjuntas en el espacio ordinario. Lo anterior permite aumentar el rendimiento de los algoritmos numéricos. Como resultado de tal modelamiento, se encuentran modulaciones similares a las registradas en el efecto HB&T para el caso de estrellas binarias.

Archivo: FN-050


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CARACTERIZACION DEL UN SISTEMA ELECTROQUIMICO DE UNA SAL COMPLEJA DE Pd(NH3)4Cl2 SOBRE SUSTRATO DE ALUMINIO Alvaro.G.Pena, Juan.S.Arcila Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingenieria y Arquitectura, Universidad Nacional de Colombia, Manizales [email protected] , [email protected] En general la electrodeposición es un proceso actualmente utilizado para generación de nuevos materiales o recubrimientos de superficies, cuyo uso está diseminado en diferentes campos de la investigación como la nanotecnología, magnetismo, corrosión, catálisis etc. En este trabajo se caracterizo el sistema electroquímico de la sal compleja de Pd(NH3)4Cl2 sobre un sustrato de aluminio, mediante la utilización de técnicas electroquímicas como la voltametria cíclica y cronoamperometria. Los factores relevantes dentro del sistema electroquímico analizados fueron el coeficiente de difusión y el coeficiente de transferencia, evaluados mediante las ecuaciónes de Cotrell y Tafel respectivamente. Para ello se evaluaron las condiciones del sistema reaccionante a través de la técnica de voltametría cíclica cuyos intervalos de escaneo fueron (-1.4V y 1.4V). A partir de este comportamiento dinámico del sistema, se lograron detectar zonas características de reducción y oxidación de las especies reaccionantes en el sistema electroquímico, que permitieron identificar de manera precisa las zonas de deposición de material, determinando parámetros fundamentales para la realización de simulación electroquímicas, la cual se presenta en la actualidad como una herramienta estimativa y predictiva del la dinámica de un proceso, cuyo objetivo radica en hacer que la parte experimental sea más simple y eficiente.

Archivo: FN-051

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Detección de 210Pb en soldadura con CaF2 a nivel del mar

J. E. Muñoz-Bravo1, J. Puimedon2, G. Florez1, E. Rodriguez1* 1

Laboratorio Secundario de Calibración Dosimétrica (LSCD): Grupo de Tecnologías Nucleares, Instituto Colombiano de Geología y Minería 2 Departamento de Física Teórica: Área de Física Atómica, Molecular y Nuclear, Universidad de Zaragoza (España) *Email del Autor correspondiente: [email protected]

El 210Pb es un isótopo radiactivo que contamina habitualmente las soldaduras de SnPb que se encuentran en las conexiones eléctricas próximas a los detectores diseñados para buscar eventos raros donde se realizan medidas de ultra bajo fondo. En este trabajo evaluamos las prestaciones de un centellador de floruro de Calcio (CaF2) con un blindaje de 35 mm a nivel del mar para detectar 210Pb en hilos de soldar. La presencia de 210Pb se encontró en soldaduras que contengan Pb (SnPb) como en otras sin Pb (SnAg), con lo que es necesario realizar un control de calidad para garantizar una soldadura lo más limpia posible. Las correspondientes actividades específicas de las soldaduras son determinadas y comparadas con valores reportados en la literatura con las prestaciones de un detector de Ge resultando ritmos distintos de detección pero actividades similares.

Archivo: FN-052


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OBSERVACIÓN DE TURBULENCIA CUÁNTICA EN UN CONDENSADO DE BOSE-EINSTEIN J. A. Seman1, F. J. Poveda-Cuevas1*, E.A.L. Henn2,1, R.F. Shiozaki1, G. Roati3, K. M. F. Magalhães1, V. S. Bagnato1 1

Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, Caixa Postal 369. 13560970 São Carlos, SP, Brasil 2 Physikalisches Institut, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57, 70550 Stuttgart, Alemania 3 LENS and Dipartimento di Fisica, Universita di Firenze, and INFM-CNR, Via Nello Carrara 1, 50019 Sesto Fiorentino, Itali * [email protected]

Estudiamos un condensado de Bose-Einstein (CBE) de átomos de 87Rb [1] bajo el efecto de una excitación oscilatoria. Para una frecuencia fija, se han explorado cómo los valores de la amplitud y el tiempo de excitación generan diferentes comportamientos en esta nube ultrafría. El campo oscilatorio es generado por una bobina cuadripolar en configuración antiHelmholtz. Mostraremos como el CBE evoluciona de una configuración usual a un arreglo de vórtices que eventualmente podrá evolucionar para el estado de turbulencia cuántica [2]. Así, para los menores valores de tiempo y de amplitud de excitación, se observa una flexión del eje principal de la nube. Al aumentar la amplitud de excitación se observa un creciente número de vórtices. Estos vórtices están distribuidos de forma irregular dentro de la nube, sin embargo están todos alineados a lo largo de la misma dirección. El estado de vórtices puede convertirse en un régimen turbulento si los parámetros de la excitación son conducidos hasta un cierto conjunto de combinaciones. Este estado está caracterizado por un arreglo muy desordenado de vórtices en donde éstos se encuentran enredados entre sí y alineados a lo largo de muchas direcciones. Cuando los valores de los parámetros superan los valores de turbulencia, toda vorticidad desaparece y el condensado entra en un régimen diferente conocido como fase granular [4]. Mostramos simulaciones numéricas de la ecuación de Gross-Pitaevskii que apoyan nuestras observaciones. Este trabajo es apoyado por CAPES , FAPESP y CNPq .

[1] E.A.L. Henn et al., Braz. J. Phys. 38, 279 (2008). [2] E.A.L. Henn, et al., Phys. Rev. Lett. 103, 045301 (2009). [3] R.F. Shiozaki, et al., Laser Phys. Lett. 8, 393 (2011). [4] J.A. Seman, et al. Laser Phys. Lett., 1-6, (2011)

Archivo: FN-053

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DSAM determination of lifetimes of 75Br excited states C.

1

Lizarazo1*, E. Merchán1 , N. De La Rosa1, F. Cristancho1 , S. Tabor2, M. Cooper,2 W.Cluff2

Departamento de Física: Grupo de Física Nuclear, Universidad Nacional de Colombia 2 Florida State University,Tallahasse. *[email protected]

With the fussion-evaporation reaction 48Ti(30Si, p2n)75Br at 85 MeV were populated excited states of 75Br up to I=37/2. Coincidence γ − γ spectra were obtained using an array of 10 GeHp detectors with anticompton supression. In this work we measure lifetimes of excited states belonging to the main rotational bands of 75Br using Doppler Shift atenuattion method (DSAM). Quadrupolar deformations are calculated assuming a rigid prolate rotor. Sidefeeding times are also measured and compared with a Monte Carlo calculation.

Archivo: FN-054


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Divisores de haz e interferometría cuántica utilizando estados comprimidos de luz Herbert Vinck-Posada Departamento de Física, Grupo de Óptica e Información Cuántica GOIC, Universidad Nacional de Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Las predicciones físicas correspondientes a los resultados de un sistema óptico cuántico sometido a divisores de haces y procesos de interferometría son bastante poco intuitivos frente a los resultados que se obtienen en los experimentos cuando estos se realizan con fuentes de luz clásica. En el presente trabajo se presentan análisis de divisores de haz e interferómetros para el caso en que la fuente utilizada produce estados de luz comprimida. En particular, se discuten divisores de haz e interferometría cuando los estados que se utilizan corresponden a estados de luz gato coherentes y estados de luz gato comprimidos.

Archivo: FN-055

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Enrredamiento cuántico en un sistema de microcavidad bimodal y dos puntos cuánticos Herbert Vinck-Posada1, Edgar Arturo Gómez G.2 y Boris Rodríguez 3 1

Departamento de Física, Grupo de Óptica e Información Cuántica GOIC, Universidad Nacional de Colombia 2 Departamento de Física, Grupo de Sistemas Complejos, Universidad Antonio Nariño 3 Instituto de Física, Grupo de Física Atómica y Molecular GFAM, Universidad de Antioquia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

En este trabajo se estudia el comportamiento dinámico de un sistema físico compuesto por dos puntos cuánticos que interactúan con dos modos de una microcavidad óptica y en los que los modos del campo interactúan a través del efecto Kerr óptico. Se explora la dinámica tanto hamiltoniana como disipativa del sistema en diferentes regímenes de operación, y en particular, se analizan los efectos de entrelazamiento cuántico para los casos átomo-átomo, campo-campo, campo-átomo y su influencia directa en los espectros de emisión que son calculados por las técnicas de: teorema de regresión cuántico y funciones de Green. Se obtiene en este tratamiento la estructura de estados fuertemente acoplados y sus relaciones de dispersión, lo cual sugiere verificaciones experimentales de dicho sistema.

Archivo: FN-056


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DETERMINATION OF THE CAPACITY OF NUCLEAR METHODS FOR THE CHARACTERIZATION OF DENSITY AND MOISTURE OF THE SOIL Andrea Abril*, Fernando Cristancho Mejía Departamento de Física: Grupo de Física Nuclear, Universidad Nacional de Colombia *[email protected]

The technique of thermal neutron backscattering, (TNB) has proven effective in locating landmines buried to a depth of 10 cm below the soil surface. One of the most severe limitations to its application, the assumption that moisture above certain percentages would prevent its use on soils that are characterized by high moisture holding capacity, however to be demonstrated in various studies conducted by the Grupo de Física Nuclear of the Universidad Nacional de Colombia, this assumption is false; opens a new path that can lead to the construction of a portable instrument for use in locating Improvised Explosive Devices (IEDs) in Colombia. For this purpose it is necessary to investigate the nature of the soil, variations in density and moisture, as these may induce the method to respond to these changes in the same way as does the presence of an explosive mine generating false signals. In this work will show by different nuclear techniques the incidence of different moisture conditions and soil compaction in determining the response of the TNB technique for the detection of objects with high content of organic elements buried in the soil.

Archivo: FN-057

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Measurement of 83Y life and side-feeding times using the Doppler Shift attenuation method

N. De La Rosa1, F. Cristancho1,2, S. Tabor3* 1

Departamento de Física: Grupo de Física Nuclear, Universidad Nacional de Colombia 2 Centro Internacional de Física 3 Departament of physics, Florida State University, USA * [email protected]

High spin states of 85Y were populated using the reaction 58Ni( 32 S, α 3p) 85Y at 135 MeV. The GAMMASPHERE and MICROBALL arrays were used to obtain clean gammagamma lineshapes to be analyzed by the Doppler Shift Attenuation Method. Lifetimes were determined from experimental lineshapes measured at 35°, 53° ,127° and 145° whenever possible. Side-feeding times were also determinated by comparing the line shapes gated with transitions above and below the state under study. Transition quadrupole moments Qt inferred from the lifetimes and the rigid rotor model axially deformed resulted in values around ~2 eb .

Archivo: FN-058


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Resonancia Estocástica en red neuronal artificial. Beneficios del ruido en la dinámica no lineal Alexandra Pinto Castellanos, Juan Pablo Daza, Marco González, Juan –G. Ramírez. Departamento de Física, Universidad de los Andes, Bogotá Colombia.

En la idealización de modelos físicos, jamás se ha tenido en cuenta la influencia del ruido en los distintos procesos. El ruido no es una señal interferente que perturba las mediciones de dispositivos, al contrario puede llegar a mejorar el funcionamiento de estos si se conoce en detalle la dinámica no lineal del sistema en presencia de una señal estocástica [1]. Resonancia estocástica (SR) se observa cuando hay señales débiles que se suman a distintos colores de ruido para ser amplificadas y optimizadas por el mismo [2]. Se presenta en sistemas químicos, biológicos, electrónicos y mecánicos. Con la idea de estudiar el efecto de la resonancia estocástica en sistemas neuronales, se fabricó un circuito que presenta similar comportamiento a una neurona sensorial con un umbral fijo U, basados en un método de exitación-‐respuesta. A este, se le estimuló con una señal periodica de amplitud As, sumada a una señal de ruido blanco de amplitud An. Se calculo a partir de las medidas de respuesta variando la amplitud rms de ruido tal que As+An

[1] Luca Gammaitoni et. al., Reviews of Modern Physics, 70, 223 (1998) [2] O. Calvo et. al., Int. J. of Bifurcation and Chaos, 16, (2006) 731–735 Archivo: FN-059

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Shape Line simulation in attenuation by Doppler shifting experiments

A. Garzón1, N. De La Rosa*1, F. Cristancho1,2 1

Departamento de Física: Grupo de Física Nuclear, Universidad Nacional de Colombia 2 Centro Internacional de Física * [email protected]

A set of programs were written to measure lifetimes using Doppler shift attenuation method (DSAM). This set of programs were used to calculate the lifetimes of high spin states of the main band of 83Y (nucleus product of a fusion reaction evaporation ). A general equation to determine the spectrum detected energy (usualy called shape Line) in a transition between states of a rotational band is obtained and additionally the theoretical foundations of the implemented algorithms in the programs are exposed . The results of the programs created in this work are similar to those obtained by FITS program, when both of them use identical models for simulating the stopping of the nuclei.

Archivo: FN-060


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The neutron backscattering technique for the detection of buried organic objects Z. Silva1, L. F. Cristancho1,2 1

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia 2 Centro Internacional de Física, Bogotá, Colombia

The neutron backscattering technique (NBT) is a well known method to detect buried Hydrogen-rich objects using a fast neutron source and two identical 3He-based neutron detectors arrays. The Neutron Backscattering Technique is based on the fact that hydrogenrich objects are media where fast neutrons can reach thermal energies in a more efficient way (less collisions) than in targets composed by heavier nuclei. Experiments and Geant4 simulations were performed to study the NBT response in dry sand (SiO2) and wet sand with promising results. In the present work the results using loam soil (a more real soil) and its comparison with earlier results (using sand) are presented. The other hand the detector arrays and the neutron source are moved together along a path parallel to the soil surface and this allows to locate the buried object in this direction but gives no information about the location of the object perpendicular to the scan direction. In this work the physical foundations of the art, experimental results and simulations with Geant4 where adding two arrays of detectors are exploring the possibility of implementing a method to locate the buried object in two dimensions are presented.

Archivo: FN-061

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ANÁLISIS DE TERMOGRAFÍAS INFRARROJAS DINÁMICAS MEDIANTE LA APLICACIÓN DE TÉCNICAS PROCESAMIENTO DE IMÁGENES Leonairo Pencue-Fierro1*, Diego Bravo-Montenegro1, Mario Patiño-Velasco1 1

Departamento de Física: Grupo de Óptica y Láser, Universidad del Cauca *Email: [email protected]

El acceso a imágenes fuera del espectro visible ha abierto un gran campo de posibilidades para la caracterización de procesos y materiales en muchas áreas de la actividad humana. Particularmente las termografías son notablemente útiles en el análisis del comportamiento de los fenómenos de propagación del calor. Específicamente, en este caso, los análisis se han limitado a verificar distribuciones de calor en un momento dado, es decir, la faceta estática del fenómeno. El enlace temporal de las isotermas y de los centros de generación del calor permite arrojar información de carácter dinámico que permiten realizar análisis más completos sobre el comportamiento de los equipos o materiales de interés. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos de la aplicación de técnicas de análisis de secuencias de imágenes en diferentes procesos. Los resultados muestran que se logra un entendimiento más preciso del comportamiento del calor al circular por los objetos, cómo sus fuentes y sumideros asimilan diferentes condiciones y la evolución general de flujos constantes o variables de perfiles de temperatura.

Archivo: FN-062


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MEDIDA DE LONGITUD DE ONDA MEDIANTE EL FENOMENO ITERATIVO DE TALBOT S. Orrego1*, Giorgio Matteucci2, and J. Garcia-Sucerquia1 1

Escuela de Física, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín, A.A. 3840, Medellin, Colombia. 2

Department of Physics - University of Bologna, and CNISM, V/le B. Pichat, 6/2, I 40127 Bologna, Italy *

sorrego13 @gmail.com Resumen

La longitud de onda determina la interacción con la materia de las ondas electromagnéticas, la forma en que se propagan y otros fenómenos. Por esta razón la medición de la longitud de onda asociada a la radiación electromagnética de cualquier orden es fundamental. Para la luz, un experimento simple de difracción puede llevarnos a una medida apropiada de la longitud de onda. Para electrones, sin embargo, la medida de la longitud de onda recae sobre el conocimiento del potencial de aceleración y de esta forma se calcula el valor de la longitud de onda. En este trabajo, presentamos un método iterativo para la medida de la longitud de onda de una radiación electromagnética de cualquier orden. Usando el efecto de autoimágenes de Talbot que ocurre cuando una onda electromagnética interactúa con un objeto periódico, la longitud de onda de esta onda puede ser medida. El método se puede aplicar a la medida de longitud de onda de luz tanto como para ondas de electrones. El resultado muestra un buen acercamiento a los valores obtenidos usando métodos alternativos de medida para el caso de la luz.

Archivo: FN-063

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APLICACIÓN DEL PLASMA EN LA CONSOLIDACION DE UN ACERO INOXIDABLE REFORZADO CON PARTICULAS CERAMICAS a a a b Angela L. Cárdenas , Enrique Vera , Yaneth Pineda , Armando Sarmiento a Grupo de Integridad y Evaluación de materiales (GIEM) b Grupo de Superficies Electroquímica y Corrosión (GSEC) Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. U.P.T.C La fabricación de materiales compuestos vía pulvimetalurgia ha permitido un desarrollo continuo en la obtención de propiedades específicas, precisiones dimensionales y aptitud para aplicaciones puntuales de productos fabricados por este método. Dentro de este proceso de fabricación, la etapa de sinterización o consolidación proporciona al material mayor densificación y cambios dimensionales con respecto al compacto en verde. Durante esta etapa la temperatura y atmosfera del horno de sinterización son parámetros que intervienen de manera directa en las propiedades finales del material. En este trabajo se utilizó un reactor de plasma en atmósfera de argón para suministrar, mediante descarga luminiscente, la temperatura necesaria para la etapa de sinterización de un material pulvimetalurgico compuesto de matriz de acero inoxidable 316 reforzada con partículas de SiC adicionadas al material en proporciones de 2, 4, 6 y 8% en volumen. Con el fin de observar la influencia del proceso de sinterización y el porcentaje del refuerzo sobre las propiedades del material, las muestras sinterizadas fueron caracterizadas mediante difracción de rayos X, microscopía óptica y electrónica y se evaluó la la variación de las propiedades mecánicas a partir de mediciones de microdureza así como las modificaciones en la densidad y dimensiones del material en verde y una vez consolidado

Archivo: FN-064


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MEDICIÓN DE CORRELACIÓN DE SEGUNDO ORDEN PARA DIVERSAS FUENTES DE LUZ D.A. Guzmán1,2*, A. Valencia3, L.J. Salazar1, F.J. Rodríguez1, L. Quiroga1 1

Departamento de Física y 2Laboratorio de Óptica Cuántica Universidad de Los Andes, A.A. 4976, Bogotá D.C., Colombia 3

ICFO- Instituto de Ciencias Fotónicas 08860 Castelldefels (Barcelona), España *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

Se muestran resultados experimentales de medición de la función de correlación de segundo orden g(2)(\tau) para diversas fuentes de luz, realizadas mediante la detección de fotones individuales y coincidencias de llegada de los mismos. Las fuentes estudiadas son un láser, una fuente de luz seudotérmica hecha a partir de un láser y un acrílico rotante, el bifotón generado a partir del proceso no lineal de conversión paramétrica espontánea tipo I, y una fuente de fotones individuales anunciados. Los montajes presentados fueron empleados como parte de un curso de óptica cuántica, donde los estudiantes entraban en contacto por primera vez con los fenómenos de bunching y anitbunching de diferentes tipos de luz en un ambiente de laboratorio.

Archivo: FN-065

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ESTUDIO DE FENÓMENOS CUÁNTICOS EN UN LABORATORIO DE ÓPTICA D.A. Guzmán1,2*, L.J. Salazar1, F.J. Rodríguez1, L. Quiroga1 1

Departamento de Física y 2Laboratorio de Óptica Cuántica Universidad de Los Andes, A.A. 4976, Bogotá D.C., Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

Con la creación de un laboratorio dedicado exclusivamente al estudio de fenómenos cuánticos en óptica se generan oportunidades tanto para la investigación como para la docencia en el área. Se reportan a modo de ejemplo tres aplicaciones realizadas recientemente bajo este marco. Primero la generación de fotones enredados en polarización a partir del proceso de conversión paramétrica espontánea tipo II en un cristal no lineal. Segundo la creación de una fuente de fotones anunciados, que permite entre otras la demostración experimental del carácter corpuscular de la luz. Por último, en un experimento de interferometría tipo Mach-Zehnder, se ha reproducido un borrador cuántico, donde la información de camino que toman los fotones altera la posibilidad de interferencia, información que se puede eliminar posterior al paso de los fotones por los brazos del interferómetro.

Archivo: FN-066


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CARACTERIZACIÓN ESPECTRAL Y TEMPORAL DE UN PLASMA-LASER DE ALUMINIO J. Álvarez 1, P. Pacheco2, R. Sarmiento 2, R. Cabanzo3 1

Estudiante Programa de Maestría en Ciencias Físicas, SUE-Caribe 2 Profesores Programas de Física 1,2 Grupo de Espectroscopía Óptica de Emisión y Laser, GEOEL Universidad del Atlántico, Km 7 Vía a Puerto Colombia, A.A 1890 3 Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular, LEAM, Universidad Industrial de Santander, A.A 678, Bucaramanga *Email del Autor de correspondencia: [email protected] En éste trabajo se utilizó la técnica LIBS espectral y temporal para estudiar plasmas-láser formados sobre dos muestras de aluminio certificadas en atmosferas de aire y de argón. Para la formación de los plasmas se utilizaron pulsos de un laser de Nd: YAG a 532 nm, ~70 mJ y duración de los pulsos de 10 ns. La captura de los espectros se realizó con una cámara intensificada ICCD acoplada a un espectrógrafo de 0.5 m de distancia focal con red de difracción de 1200 líneas/mm. Los espectros se tomaron con tiempos de retardo comprendidos entre 1 hasta 50 µs y con un ancho de ventana de observación de 5 µs. La muestra se montó sobre el eje de un motor paso a paso que permitió girarla para garantizar las mismas condiciones de la muestra para la formación de los plasmas-láser. Los espectros de las muestras mostraron líneas de Al I y Al II y de otras especies presentes en menor proporción. Con las mediciones realizadas y parámetros atómicos de las líneas observadas se obtuvo la variación de la densidad y la temperatura electrónica del plasmaláser como función del tiempo, aplicando métodos de diagnóstico de espectroscopía óptica de plasmas asumiendo condiciones LTE de los plasmas. Así mismo, se observó y comparó la evolución temporal de la intensidad de una línea iónica y otra atómica.

Archivo: FN-067

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REGISTRO DE SUPERFICIES TRIDIMENSIONALES USANDO EL ALGORITMO ITERATIVE CLOSEST POINT (ICP) Jaime Meneses1*, Ricardo Contreras1, Manuel Barrea1, Gonzalo Torres1, Johana Rojas1 1

Escuela de Física: Grupo de Óptica y Tratamiento de Señales, Universidad Industrial de Santander *[email protected]

El presente trabajo muestra un método que permite registrar superficies tridimensionales obtenidas por medio de sensores ópticos de reconstrucción tridimensional a partir de diferentes vistas de un objeto. Para generar un modelo tridimensional completo, las vistas deben ser alineadas; el proceso de alineación se llama registro y suele hacerse de forma interactiva mediante la búsqueda de los llamados puntos correspondientes en las diferentes vistas, mediante el uso de estos puntos es posible calcular la rotación y la traslación apropiada que permitan correlacionar diferentes vistas. El método usado para realizar el registro se basa en el uso del algoritmo iterative closest point (ICP). En el presente trabajo se muestran algunos resultados experimentales obtenidos.

Archivo: FN-068


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ANÁLISIS ESPECTRAL DE UN PLASMA DE CARBÓN MINERAL (COAL) Y DE SUS CENIZAS EN LA REGIÓN DE 250 nm A 900 nm P. Rebolledo1, P. Pacheco2, R. Sarmiento2 1

Estudiante Programa de Maestría en Ciencias Física, SUE, Caribe 2 Profesor Programas de Física Universidad del Atlántico, Km 7 Vía a Puerto Colombia, AA 1890 1,2 Grupo de Espectroscopía Óptica de Emisión y Laser, GEOEL [email protected]

En este trabajo presentamos resultados del análisis espectral de plasmas laser de carbón mineral y de sus respectivas cenizas, mediante Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS. Los plasmas fueron generados empleando un laser pulsado de Nd:YAG a 532 nm, con duración del pulso de 3-5 ns, una energía del haz de 85 mJ a una frecuencia de 4 Hz. La radiación emitida por los plasmas fue conducida con una fibra óptica a la entrada de un espectrógrafo óptico de 0.25 m de distancia focal equipado con una red de difracción de 1200 líneas/mm y de un arreglo lineal CCD de 2048 pixeles. Las cenizas se obtuvieron quemando cristales de carbón en un horno eléctrico a 720 0C y fueron compactadas en pastillas sin ningún tipo de aglutinante a una presión de 12000 PSI. El análisis de los espectros de los plasmas laser de carbón permitió identificar elementos como Fe, C, Si, Ti, Ca, así como de las moléculas CN y C2. La comparación de los espectros de carbón y de cenizas permitió establecer que los elementos detectados permanecen aún en las cenizas indicando poca volatilidad de los mismos a la temperatura utilizada. Con la medida de las líneas espectrales y datos de parámetros atómicos se hizo una estimación de la temperatura y densidad electrónica para los plasmas empleando métodos de diagnóstico de plasmas por espectroscopía óptica. Igualmente, con la medida de las bandas identificadas y parámetros de las transiciones vibracionales, se hizo una estimación de la temperatura vibracional, considerando el plasma ópticamente delgado y en condiciones de Equilibrio Termodinámico Local (LTE).

Archivo: FN-069

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CAPTURA DE GEOMETRÍAS TRIDIMENSIONALES MEDIANTE INTERFEROMETRÍA MOIRÉ Darío Fernando Fajardo Fajardo1, Diego Javier Risueño Chalapud2, Juan Manuel Burbano Díaz3 1

Departamento de Electrónica: Grupo de Instrumentación y Sistemas Inteligentes, Universidad de Nariño [email protected] 2 Departamento de Electrónica: Grupo de Instrumentación y Sistemas Inteligentes, Universidad de Nariño [email protected] 3 Departamento de Electrónica: Grupo de Instrumentación y Sistemas Inteligentes, Universidad de Nariño [email protected]

En este documento se describe la implementación del sistema para captura de geometrías tridimensionales mediante la técnica de Interferometría de Moiré y su aplicación en el registro de artesanías y piezas arqueológicas del departamento de Nariño. Este sistema consta de una fuente de intensidad de luz variable para proyectar cuatro diferentes tipos de imágenes con franjas de tipo sinusoidal diferenciadas en fase por 90° una de otra generando igual número de superposiciones sobre un objeto de estudio para luego ser registradas éstas junto con una imagen libre de interferencia. Por último, se combinan estas cuatro imágenes diferenciadas de la original para obtener una matriz de diferencia de fase que al aplicar un algoritmo de desenvolvimiento en Matlab permite obtener las coordenadas tridimensionales de la superficie frontal del objeto. Al final se hace una aproximación al color del objeto a partir de estas coordenadas. Se analiza además la implicación de la sombra, inclinación del proyector y de la cámara usada para el registro indicando el proceso de calibración y el procesamiento de imágenes usado.

Archivo: FN-070


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CARACTERIZACIÓN ESPECTRAL DE TUBOS DE LÁMPARAS FLUORESCENTES COMERCIALES N. Martínez1, J. Álvarez2, P. Pacheco3, R. Sarmiento3 1

Estudiante programa de Física, 2Estudiante programa de Maestría en Ciencias Físicas, SUE-Caribe, 3Profesor programas de Física Universidad del Atlántico, Km 7 Vía a Puerto Colombia, A.A 1890 Barranquilla, Colombia 1,2,3 Grupo de Espectroscopía Óptica de Emisión y Laser, GEOEL *[email protected]

Las lámparas fluorescentes de tubos rectos y las actuales compactas son fuentes aún masivamente usadas para iluminación artificial debido a su bajo consumo de energía eléctrica, económicas y apropiadas para la recepción del color. En este trabajo presentamos resultados de observaciones del espectro óptico de descargas eléctricas en tubos rectos de lámparas fluorescentes comerciales (T8), en operación normal y bajo descargas eléctricas pulsadas de alto voltaje a 4 kV. Así mismo, se presentan observaciones de los espectros de la película de recubrimiento de los tubos, obtenidas por Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS. Los espectros fueron registrados de 300 nm a 800 nm, con un espectrógrafo óptico de 0.25 m de distancia focal equipado con una red de difracción de 1200 líneas/mm y un arreglo lineal CCD de 2048 pixeles. El análisis de los espectros de los tres tubos estudiados muestra la presencia de mercurio y de argón y de espectros continuos característicos de los fósforos presentes en el recubrimiento interno del tubo. Con la medida de las líneas observadas y datos de parámetros atómicos de líneas características se hizo una estimación de la temperatura y densidad electrónica de los plasmas empleando métodos de espectroscopía óptica para el diagnóstico de plasmas, considerándolos ópticamente delgados y en condiciones de Equilibrio Termodinámico Local (LTE).

Archivo: FN-071

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ANÁLISIS ESPECTRAL Y ELÉCTRICO DE UN PLASMA-LASER DE ALUMINIO FORMADO EN UN CAPACITOR DE PLACAS PLANAS PARALELAS J. Álvarez 1, P. Pacheco2, R. Sarmiento 2 1

Estudiante Programa de Maestría en Ciencias Físicas, SUE-Caribe 2 Profesores Programas de Física 1,2 Grupo de Espectroscopía Óptica de Emisión y Laser, GEOEL Universidad del Atlántico, Km 7 Vía a Puerto Colombia, A.A 1890

*Email del Autor de correspondencia: [email protected] En este trabajo presentamos resultados del estudio espectral y eléctrico de un plasma-laser de aluminio certificado ubicado entre las placas planas y paralelas de un capacitor; una conectada al positivo de una fuente continua ajustable de alto voltaje y la otra a tierra a través de una resistencia de 4.7 kΩ. El plasma se formó con pulsos de un laser de Nd: YAG a 532 nm y 3-5 ns de duración, cuya radiación fue conducida a un espectrógrafo óptico de 0.25 m con red de difracción de 1200 líneas/mm y un arreglo lineal CCD de 2048 pixeles, y a un monocromador óptico de 0.5 m con red de difracción de 1200 líneas/mm y un fotomultiplicador. Se investigó la evolución temporal de la señal eléctrica de la diferencia de potencial entre los terminales de la resistencia con un osciloscopio digital de 300 MHz. También se estudió el comportamiento de los espectros y la señal eléctrica del plasma variando la energía entregada a la muestra con un atenuador óptico desde 25 hasta 90 mJ. La señal eléctrica fue caracterizada variando diferentes parámetros: separación de las placas, energía del pulso láser, potencial entre las placas; y variación de la señal eléctrica como función del número de pulsos para un mismo punto en la muestra. Los espectros de plasma-laser de aluminio revelaron líneas de Al I y de otras especies presentes en menor proporción. Con la medida de las líneas espectrales y datos de parámetros atómicos de líneas características observadas se estimó la temperatura y densidad electrónica del plasma y su relación con el pulso eléctrico para condiciones de plasmas LTE.

Archivo: FN-072


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PROPIEDADES DE PROPAGACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DEL PARÁMETRO DE KURTOSIS DE HACES GAUSSIANOS QUE PASAN A TRAVÉS DE SISTEMAS ÓPTICOS CANÓNICOS ABERRADOS Rodian Tapias1 y C. O. Torres2 1 Estudiante Maestría en Ciencias Físicas SUE Caribe Universidad Popular del Cesar. Valledupar-Colombia. 2 Grupo LOI, Universidad Popular del Cesar. Valledupar-Colombia. [email protected] Utilizando la formula integral de difracción de Collins y la definición de la transformada de Fourier de orden fraccional de Namias se estudia en detalle la propagación de haces Laser Gussianos a través de sistemas ópticos canónicos de obtención de la transformada fraccional de Fourier tipo Lohmann que poseen lentes aberradas esféricamente. Las expresiones de propagación y del parámetro de kurtosis de estos haces son deducidas y analizadas en detalle; con ayuda de un algoritmo computacional algunas simulaciones numéricas son mostradas. Los resultados indican que sistemas ópticos que utilizan lentes esféricamente aberradas introducen modificaciones significativas en la distribución de intensidad y en el parámetro de kurtosis de haces Gaussianos que pasan a través de estos sistemas de obtención de la transformada de Fourier de orden fraccional. Los estudios teóricos sobre caracterización del parámetro de kurtosis de un haz de luz en sistemas ópticos con lentes esféricamente aberradas tienen importancia en aplicaciones prácticas tales como la distribución de la intensidad del haz láser para el procesamiento de materiales.

Archivo: FN-073

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GF GEOFÍSICA

EXPLORACION TOPOGRAFICA DE OBJETOS A MULTIPES CAMPOS CON REGISTRO UNIFICADO TRIDIMENSIONAL

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J. Meneses1,2, L. J. Rojas1* Escuela de Física: Grupo de Óptica y Tratamiento de Señales, Universidad Industrial de Santander 2 Centro de Excelencia en Nuevos Materiales CENM * [email protected] .

La reconstrucción tridimensional se ha convertido en una herramienta útil para satisfacer la necesidad que surge en la industria y medicina de adquirir información 3D. Desafortunadamente extraer información topográfica en ambientes industrial y/o médico genera inconvenientes a las técnicas ópticas tradicionalmente empleadas en reconstrucción 3D. Básicamente las dificultades son generadas por: Superficies poco difusoras o altamente reflectoras, regiones ocultas a la observación o proyección y necesidad de extraer información de contornos completos del cuerpo. Incrementando la potencia luminosa se puede resolver el primer inconveniente. Para los otros casos se recurre a estrategias de desplazamientos relativos entre el dispositivo de medida 3D y el cuerpo o a adquisición empleando múltiples dispositivos 3D. En cualquiera de los casos es necesario unificar la información 3D adquirida para cada posición de desplazamiento relativo o unificar la información 3D obtenida de cada dispositivo de medida 3D, empleándose en ambos casos información adicional tales como valores de desplazamiento introducidos o posiciones relativas entre los sistemas coordenados de cada dispositivo de medida 3D. En este trabajo se presenta un sistema de reconstrucción 3D del rostro humano a partir de diferentes vistas utilizando el método de proyección de franjas y generando un desplazamiento manual entre vistas. A partir de un sistema de posicionamiento global se determina el desplazamiento relativo entre las diferentes vistas con el fin de unificar la información 3D. El error en el sistema de posicionamiento global introduce errores en la reconstrucción 3D final. Con el fin de obtener la figura 3D final optima, se emplea un algoritmo iterativo que minimiza los errores introducidos por el empalme de vistas 3D (Iterative Closest Point algorithm (ICP)). Se evalúa experimentalmente el algoritmo de registro mostrándose el análisis de error final empleando objetos de forma conocida y usando rostros humanos.

Archivo: GF-002

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DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE NÍQUEL Y VANADIO EN FONDOS DE VACÍO DE CRUDOS COLOMBIANOS USANDO ESPECTROSCOPÍA DE PLASMA INDUCIDO POR LASER Y UNA RED NEURONAL ARTIFICIAL

J. L. Tarazona1*, E. Mejía-Ospino1, R. Cabanzo1, J. Guerrero Bermúdez2. 1

Escuela de Física: Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular. Universidad Industrial de Santander. 2 Escuela de Física: Grupo de Óptica y Tratamiento de Señales. Universidad Industrial de Santander. *[email protected]

RESUMEN Se presenta un modelo predictivo para la determinación de la concentración de níquel y vanadio en fondos de vacío de crudos colombianos a partir de espectros LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy), y la utilización de una red neuronal artificial con nodos distribuidos en múltiples capas (Multilayer Perceptron). Las entradas a la red son valores de intensidad en la vecindad de las líneas de emisión de los elementos mencionados. El intervalo espectral estudiado se escoge entre 300 y 312 nm, debido a la presencia de líneas atómicas de los dos elementos. Se exploran diferentes arquitecturas de la red neuronal artificial variando sistemáticamente pesos y tendencias iniciales, cantidad de nodos en la capa oculta, número máximo de iteraciones y error de entrenamiento. Las métricas empleadas para evaluar el desempeño de la red en la predicción de concentraciones son: El error de predicción relativo promedio (REP) y la desviación estándar relativa promedio (RSD).

Archivo: GF-003


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Evaluación del Ciclo Hidrológico y del Balance de Energía en la Cuenca Vertiente del Caribe Colombiano

I. Hoyos1,2, A. Baquero-Bernal2 1. Grupo de Física y Astrofísica Computacional FACOM- Grupo de Instrumentación Científica y Microelectrónica, Instituto de Física, Universidad de Antioquia. 2. Grupo de Simulación del Sistema Terrestre, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

En este trabajo, se analiza la climatología de la Cuenca Vertiente del Caribe Colombiano en términos del ciclo hidrológico y del balance de energía, con énfasis en las variables temperatura y precipitación y en la señal de cambio climático a partir de distintas fuentes de datos tales como observaciones, datos reconstruidos, reanálisis del National Center for Environmental Prediction - National Center for Atmospheric Research (NCEP-NCAR), y del European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ERA40) y datos derivados de una simulación sobre Suramérica empleando el modelo regional del clima REMO, desarrollado en el Instituto Max Planck para Meteorología. Los conjuntos de datos se usaron para hacer una intercomparación y determinar cómo cada uno de ellos representa los promedios anuales y el ciclo anual de las diferentes variables estudiadas en la Cuenca. Se hallaron errores sistemáticos en los conjuntos de datos y se identificaron aquellos que mejor se aproximan al comportamiento climatológico de la Cuenca.

Archivo: GF-004

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Evaluación de Eventos Extremos en las Vertientes Colombianas Pacífico y Caribe

I. Hoyos1,2, A. Baquero-Bernal2 1. Grupo de Física y Astrofísica Computacional FACOM- Grupo de Instrumentación Científica y Microelectrónica, Instituto de Física, Universidad de Antioquia. 2. Grupo de Simulación del Sistema Terrestre, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Se presenta el análisis de eventos extremos de precipitación y temperatura para las Cuencas Vertientes Colombianas Pacífico y Caribe. Se tuvieron en cuenta diferentes conjuntos de datos de acuerdo con la cobertura espacial y temporal disponible y se hizo una evaluación del desempeño de cada uno de ellos en la reproducción de eventos extremos en las dos cuencas. El modelo de valor extremo usado, selecciona los excesos sobre un umbral no estacionario y mediante un algoritmo basado en el Método de Máxima Verosimilitud, ajusta los datos a una Distribución Generalizada de Pareto (GP). La bondad del ajuste se evaluó mediante una prueba que incluye los estadísticos de Cramer-von Mises, Kolmogorov-Smirnov y Anderson-Darling junto con los valores-p generados de un remuestreo del tipo Boostrap Paramétrico. Esta prueba evalúa la hipótesis nula de que los datos siguen una distribución GP, además de examinar la conveniencia de la elección del umbral. Los parámetros encontrados se presentan en mapas de distribución espacial que permiten reconocer características del comportamiento extremo al interior de las cuencas vertientes e identificar rasgos subregionales. Períodos de retorno para los excesos máximos, son calculados y representados en mapas de distribución espacial para cada conjunto de datos.

Archivo: GF-005


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CORRELACIÓN ESTADISTICA DE NIVELES DE CONCENTRACIÓN DE CO2 ATMOSFÉRICO Y TEMPERATURA AMBIENTE EN RECINTOS CERRADOS Gómez H. C. Lorena1, Forero Ch. Nelson L.1, Ramírez R. Jorge A.1 1

Grupo de Investigación en Física del Medio Ambiente y Energía Solar - FMAES, Universidad Distrital, Bogotá, Colombia * Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

Niveles de concentración de CO2 atmosférico y temperatura del ambiente medidos en recintos cerrados se correlacionan estadísticamente. Los datos son adquiridos mediante un sistema de monitoreo desarrollado a partir de Instrumentación Virtual que emplea un sensor electroquímico para medir la concentración de CO2 y un termistor para la medida de la temperatura ambiente. En este trabajo se presentan perfiles característicos diarios de la concentración de CO2 y de la temperatura del ambiente registrados en un laboratorio de docencia de la sede Macarena A de la Universidad Distrital y se describe su comportamiento en presencia y en ausencia de personas. Igualmente se analiza la correlación estadística entre la concentración de CO2 y la temperatura del medio ambiente del recinto cerrado, teniendo en cuenta el número de ocupantes y su tiempo de permanencia.

Archivo: GF-006

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ESTUDIO DE LA PERSISTENCIA DE LA TEMPERATURA DIARIA EN ALGUNAS CIUDADES DE COLOMBIA USANDO LOS METODOS DFAn Y R/S Nataly Aranda*, Ligia Martín, Carlos Quimbay Departamento de Física, Grupo de Econofísica y Sociofísica Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, D. C. *[email protected]

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RESUMEN Estudiamos desde una perspectiva mecánico estadística los métodos DFAn y R/S que son usados en el análisis de series de tiempo y hacemos uso de estos métodos para analizar el comportamiento de las series de tiempo de variaciones diarias de temperatura en las ciudades de San Andrés, Cartagena y Bogotá durante el lapso de 1991 a 1995. Calculamos el coeficiente de Hurts mediante un análisis de fluctuaciones sin tendencias hasta tercer orden usando el método DFAn y adicionalmente también calculamos el mismo coeficiente pero usando el método R/S. El cálculo del coeficiente de Hurst nos permite encontrar la persistencia caracterizada por la correlación, y de esta forma establecer la tendencia en la persistencia del clima en los lugares estudiados. Los resultados muestran que existe una tendencia lineal en la serie de tiempo de variaciones diarias de temperatura para los registros de San Andrés y Bogotá, mientras que esta tendencia no se observa para los registros de Cartagena. Encontramos que existe una persistencia del clima en San Andrés que es consistente con lo reportado en la literatura para el caso de islas.

Archivo: GF-007


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IMPLANTACIÓN DE ESTACIÓN TELEMETRICA DE REGISTRO DE EVENTOS MICROSÍSMICOS. Sandra Ximena Díaz Ordoñez1, Leidy Carolina Pantoja Charfuelan2, Darío Fernando Fajardo Fajardo3 1

Departamento de Electrónica: Grupo de Instrumentación y Sistemas Inteligentes, Universidad de Nariño [email protected] 2 Departamento de Electrónica: Grupo de Instrumentación y Sistemas Inteligentes, Universidad de Nariño [email protected] 3 Departamento de Electrónica: Grupo de Instrumentación y Sistemas Inteligentes, Universidad de Nariño [email protected]

El estudio de la amenaza sísmica en una región puede realizarse a partir del análisis de sismos de baja intensidad llamados microsismos, para su estudio fue necesario implantar un sistema electrónico que consiste en una celda de registro telemétrica formada por dos estaciones: una móvil donde se sensa el fenómeno que consta de un sensor o acelerómetro, una etapa de acondicionamiento y una etapa de transmisión de datos utilizando GPRS. En el acondicionamiento de la señal se realiza una implementación física de amplificadores y filtros que adecúan la señal para su adquisición; una fija en la cual se reciben y almacenan los datos para su posterior análisis, además se desarrolló un software de interfaz con el usuario que permite controlar los parámetros de adquisición y registro de los datos.Para recuperar la señal del microsismo los sensores fueron modelados como filtros pasa bajos utilizando MATLAB se encontró el modelo inverso que permitió obtener la señal original.

Archivo: GF-008

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SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DEL COMPUESTO La0.5Sr0.5MnO3 CON POTENCIALES APLICACIONES EN CELDAS COMBUSTIBLES (SOFC) H. A. Martínez R.*, J. A. Játiva, J. F. Jurado, J. I. Cárdenas, C. Vargas-Hernández

Laboratorio Propiedades Ópticas de los Materiales (POM) Universidad Nacional de Colombia sede Manizales * [email protected]

Entre los múltiples diseños y estructuras de celdas de combustible existentes, se ha verificado que las celdas de óxidos sólidos (SOFC) están presentes en muchas aplicaciones tecnológicas como elementos activos en la conversión de energía, con porcentajes de eficiencia entre 50% y 60%. Uno de los materiales empleados como electrodo para las SOFC es el compuesto La0.5Sr0.5MnO3 obtenido a partir de diferentes rutas de crecimiento. En el presente trabajo se sinterizaron las muestras por el método convencional de reacción de estado sólido, a partir de los óxidos binarios La3O2, SrCO3 y MnO2, los cuales fueron mezclados y macerados hasta alcanzar una composición homogénea y posteriormente se calcinaron usando varias rampas de temperatura hasta 1000ºC durante 24 h. Los análisis de difracción de rayos-X a temperatura ambiente revelaron que el material en bloque posee una fase simple tipo perovskita. Medidas de resistencia en función de la temperatura mostraron un comportamiento semiconductor, donde el proceso de conducción es térmicamente activado. Las medidas de impedancia del compuesto evidencian que la respuesta dieléctrica se puede representar por un circuito de redes RC.

Archivo: GF-009


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Inferencia de Concentraciones en Superficie de NO2 a partir de Columnas Troposféricas del Instrumento de Medición OMI y Modelamiento de Concentraciones de O3 provenientes del Modelo Geos-Chem para Colombia J. F. Grajales1, A. Baquero-Bernal1 1. Grupo de Simulación del Sistema Terrestre, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

Se presenta la inferencia de concentración superficial de Dióxido de Nitrógeno (NO2) para Colombia. A partir de una simulación con el modelo tridimensional global GEOS–Chem fue posible obtener columnas troposféricas y concentraciones en superficie. Por otra parte, el instrumento de medición OMI, a bordo del satélite AURA, mide columnas troposféricas de NO2. Una relación entre las columnas atmosféricas de GEOS-Chem y la medición satelital con OMI permite inferir la concentración en superficie de NO2. Promedios

mensuales de concentración de NO2 inferidos entre las 12:00 y las 14:00 horas sobre el territorio colombiano, se encuentran en rangos entre 0,1 a 6 ppbv. Adicionalmente, se realizó una

comparación de los datos OMI y de los datos de GEOS-Chem con respecto a mediciones de concentración de NO2 en superficie. Estas mediciones son realizadas en las redes de calidad de aire con un analizador de quimioluminiscencia comercial, el cual tiene un convertidor de molibdeno, que típicamente sobrestima los valores de concentración. Se encontraron coeficientes de correlación de hasta 0,71. La concentración superficial NO2 es un indicador de calidad de aire y es un importante precursor en la formación de ozono troposférico, por lo cual la derivación de concentraciones superficiales a partir de mediciones satelitales, puede contribuir a evaluar el grado de exposición animal y vegetal, complementando las mediciones realizadas en tierra por las redes de calidad de aire. Por otro lado se obtuvieron concentraciones a nivel superficial de ozono (O3 ) provenientes del modelo GEOS-Chem y se compararon con mediciones hechas en estaciones en tierra, encontrando importantes coeficientes de correlación de hasta 0,87.

Archivo: GF-010

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Circulación Atmosférica sobre el Norte de Suramérica Representada por Datos de Reanálisis y el Modelo Regional del Clima REMO J. A. Martínez1,2, A. Baquero-Bernal2 1. Grupo de Física y Astrofísica Computacional FACOM, Instituto de Física, Universidad de Antioquia. 2. Grupo de Simulación del Sistema Terrestre, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

Estudiamos la circulación atmosférica sobre el norte de Suramérica cerca a la superficie usando datos de los reanálisis de NCEP/NCAR y ERA-40 y del modelo regional REMO. Analizamos los campos de viento horizontal y humedad específica a 850hPa a las 00UTC para el trimestre Junio-Julio-Agosto (JJA), para el período 1958-2000. Se compararon las representaciones de la circulación atmosférica hechas por los conjuntos de datos. Estas comparaciones se realizaron a través del análisis de los promedios mensuales y de la identificación de patrones atmosféricos usando una técnica de clustering. En los tres conjuntos de datos prevalecen vientos del Este sobre Venezuela y gran parte de Colombia y vientos débiles del Este o del Oeste sobre la costa Pacífica de Colombia. También predominan fuertes vientos del Este sobre la Guajira y vientos del Sur sobre la Amazonía colombiana. Diferencias en la magnitud de los vientos y la distribución de máximos de humedad fueron identificadas entre los conjuntos de datos. NCEP/NCAR produce vientos más fuertes y estados atmosféricos con menor humedad específica que ERA-40 y REMO. Episodios con vientos del norte son poco frecuentes pero persistentes sobre Arauca, los cuales constituyen perturbaciones al flujo predominante del sur. NCEP/NCAR y ERA-40 presentan marcadas tendencias hacia estados atmosféricos con mayor humedad hacia el final del siglo XX, tendencia que no es vista en REMO. Mientras que NCEP/NCAR produce vientos zonales cada vez más débiles, ERA-40 y REMO muestran un incremento en los vientos del Este hacia el final del siglo XX.

Archivo: GF-011


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APLICACIÓN DE LA INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL EN LA MEDIDA DE LA EFICIENCIA INSTANTANEA DE UN COLECTOR SOLAR DE PLACA PLANA Forero Ch. Nelson L.1*, Garzón C. Paul D.1, Martínez P. Miguel A.1 1

Grupo de Investigación en Física del Medio Ambiente y Energía Solar - FMAES, Universidad Distrital, Bogotá, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

El desarrollo tecnológico, como el incremento en el uso de los servicios a nivel urbano como rural, hacen del aprovechamiento en forma eficiente del recurso energético un tema de máxima importancia, dentro del cual, la eficiencia de los sistemas de conversión térmica de la energía solar es fundamental. La necesidad de implementar nuevas y mejores formas del aprovechamiento del recurso solar, ha permitido mejorar la eficiencia de colectores solares, como también de los métodos y técnicas de medición. En este trabajo se presentan los resultados de la evaluación de las medidas de la eficiencia de un calentador solar de placa plana, a partir de datos de irradiación solar global sobre la placa colectora y sus características geométricas, así como, las medidas de temperatura ambiente y temperaturas de entrada y salida del fluido. Todo esto, integrado en un sistema de adquisición de datos desarrollado a partir de Instrumentación Virtual. Se caracterizó la eficiencia hora a hora para días claros, nublados y seminublados, además se obtuvo el promedio diario y mensual de la eficiencia y de los parámetros climatológicos de mayor relevancia en la eficiencia de los colectores solares.

Archivo: GF-013

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ESTIMACIÓN DEL ÍNDICE DE RADIACIÓN SOLAR UV EN BOGOTÁ A PARTIR DE MEDIDAS REALIZADAS CON INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL Forero Ch. Nelson L.1*, Valencia M. Carolina1, Urueña M. Sandra C.1 1


Diversos estudios y reportes realizados sobre la variación climática mundial demuestran que dentro de los efectos asociados al deterioro atmosférico, está además del calentamiento generalizado del planeta, otros efectos como el incremento en el índice de radiación solar ultravioleta (IUV) sobre la superficie terrestre. El IUV corresponde a la medida de la intensidad de la radiación UV solar en la superficie terrestre y a su vez está directamente relacionado con el incremento en la ocurrencia de cánceres de piel en poblaciones de todo el mundo, debido a la exposición excesiva a la radiación UV solar. En este trabajo se presentan los resultados de la medición y evaluación del IUV para la ciudad de Bogotá y se exponen los aspectos relacionados con el desarrollo del sistema de medición de la radiación UV, basado en instrumentación virtual.

Archivo: GF-014


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CARACTERIZACIÓN DE ESTRATOS DEL SUBSUELO A PARTIR DE CURVAS DE RESISTIVIDAD APARENTE EN LA ZONA DE ALTOS DEL CAMPO EN BARRANQUILLA-ATLÁNTICO Julie Ruiz1*, Álvaro Matos, Alfredo Ghisays2*, Grupo de Geofísica Facultad de Ciencias Básicas - Coordinación de Programas en Ciencias Físicas Universidad del Atlántico 1* [email protected] , 2*[email protected]

En la zona de Altos del Campo ubicado en la ciudad de Barranquilla, la comunidad afronta una problemática de deslizamiento por la inestabilidad del suelo, compuesto por una arcilla expansiva, las cuales pierden estabilidad en épocas invernales por lo tanto es necesario realizar un estudio de los estratos del subsuelo conocer la causa que hace de Altos del Campo una zona de riesgo. Este estudio se basa en el uso de un equipo de geoelectricidad para a partir de curvas de resistividad determinar las capas que componen los estratos del subsuelo. Unos de los métodos más eficientes de la geofísica de exploración es el método geoeléctrico. El método Es una técnica empleada en Geofísica que se fundamenta en el estudio de la resistividad de las rocas, consiste en la inducción de corriente continua en el campo por medio de dos electrodos (AB) conectados a un miliamperímetro y entre tanto el otro par de electrodos (MN) están conectados a un milivoltímetro para calcular la diferencia de potencial V entre ellos y a partir de estos resultados se puede deducir la resistividad.

Archivo: GF-015

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CONTRIBUCIÓN A LA DETERMINACIÓN TEÓRICO-PRÁCTICA DE LA EMISIVIDAD DE LA SUPERFICIE TERRESTRE Rafael Zúñiga y Leonardo Gónima* Departamento de Física y Electrónica: Grupo de Materiales y Física Aplicada, Universidad de Córdoba *[email protected] En el presente trabajo se desarrolla un algoritmo teórico, basado en el análisis de la ecuación de transferencia radiativa de onda larga, para calcular la emisividad térmica de la superficie terrestre a partir de la radiación emitida hacia el espacio por el sistema superficie terrestre- atmósfera. El cálculo de la emisividad requirió la estratificación de la atmósfera en capas homogéneas y uniformes para la determinación de la transmitancia de la atmosfera, utilizando datos de radiosondeo, y de la suposición de que el conjunto superficie-atmósfera emite radiación como cuerpo negro, como primera aproximación. Los resultados obtenidos fueron validados con los valores de la emisividad térmica de la superficie calculados directamente a través de medidas de radiación térmica emitida por la superficie y la emisión de radiación de cuerpo negro (Stefan-Boltzmann), de acuerdo a la ley de radiación térmica de Kirchhoff. La importancia del trabajo es el conocimiento de la emisividad térmica de la superficie, ya que ésta tiene una gran importancia en la descripción del balance de energía de la interface superficie-atmósfera, lo que es fundamental para el estudio de fenómenos ambientales relacionados con el cambio climático global.

Archivo: GF-016


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DESARROLLO DE UN ALGORITMO TEÓRICO SIMPLIFICADO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DE LA SUPERFICIE TERRESTRE

Julio Lagares y Leonardo Gónima* Departamento de Física y Electrónica: Grupo de Materiales y Física Aplicada, Universidad de Córdoba *[email protected] En el presente trabajo se diseña y se valida un algoritmo relativamente simple para el cálculo de la temperatura de la superficie terrestre. El algoritmo, basado en la solución a la ecuación de transferencia de radiación térmica del sistema superficie-atmósfera para una atmósfera despejada, se obtuvo a través de la determinación de la emisividad térmica espectral de la superficie calculada a partir de mediciones de la radiación solar espectral reflejada por la superficie y de la transmitancia atmosférica calculada por medio de consideraciones termodinámicas relativas. Por otra parte, para el cálculo de la temperatura de la superficie se asumió además que la contribución radiativa de la atmósfera despejada es muy pequeña en comparación con la emisión de la superficie, por lo que se considera despreciable y en consecuencia se simplifica la ecuación de transferencia radiativa. Los resultados de la temperatura de la superficie, que fueron validados con datos de campo, demuestran la importancia que tiene calcular dicha temperatura con suficiente precisión para estudios relacionados con el régimen radiativo del planeta Tierra y así poder explicar fenómenos asociados al cambio climático y ambiental que ocurre en la actualidad.

Archivo: GF-017

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MEDICIÓN Y ANALISIS DE RADIACIÓN ESPECTRAL ULTRAVIOLETA SOLAR EN LOCALIDAD DE BARRIOS UNIDOSCHAPINERO EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ Julio Cesar Gonzales* y Diego Julián Rodríguez. Dirección de Investigaciones: Grupo de Fuentes Alternas de Energía, Fundación Universitaria Los Libertadores [email protected]

ESCRIBIR AQUÑI EL RESUMEN DEL TRABAJO (Máximo


Se presentará un reporte de la información registrada sobre radiación ultravioleta solar (RUV) en las líneas de 305 nm, 313 nm, 320 nm y 340 nm en la sede del Laboratorio de Radiometría Solar de la Fundación Universitaria Los Libertadores, Localidades de Barrios Unidos-Chapinero en Bogotá. Con la información registrada se realizará un análisis de riesgo por exposición a la RUV solar mediante la determinación de los Índices UV (o UVI por su sigla en idioma Inglés). Los registros de RUV que se reportarán cubren los meses de Agosto de 2010 a Mayo de 2011 y fueron realizados con un radiómetro ultravioleta del tipo GUV2511 de Biospherical Instruments, debidamente calibrado.

Archivo: GF-018


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PRECURSORES ELECTROMAGNÉTICOS DE TERREMOTOS: ANÁLISIS DE LAS CAUSAS FÍSICAS Y DETERMINACIÓN DE SUS ÓRDENES DE MAGNITUD Jorge Clavijo1, Jhon J. Sánchez2, Sandra E. Sánchez3 1

Departamento de Geociencias: Doctorado en Geociencias. Universidad Nacional de Colombia. [email protected] 2 Departamento de Geociencias: Profesor Asociado. Universidad Nacional de Colombia. 3

[email protected]

Departamento de Física: Profesor Auxiliar, Universidad de Nariño. [email protected]

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Desde el año 1979 se tiene evidencia importante de la existencia de campos electromagnéticos anómalos que se presentan algunas horas y días antes cerca del lugar donde se produce un terremoto. Estas anomalías se han detectado tanto en estaciones en tierra como en satélites diseñados para medir las fluctuaciones de señales ELF y VLF producidas en la ionosfera. Uno de los casos más notables se presentó varios días antes del sismo de Spitak (Mw=7.2), Armenia, en 1988 cuando el satélite soviético COSMOS-1809 detectó una fluctuación electromagnética de 450Hz que se mantuvo durante 13 pases orbitales 6º al sur de la zona del epicentro. También en el sismo de 1990 en Loma Prieta (Mw=6.9), California, se detectó una fuerte señal magnética un mes antes del terremoto en una estación en tierra ubicada a 7km del epicentro. Las causas físicas de estos comportamientos son tema de debate entre la comunidad científica; sin embargo, se han propuesto tres posibles mecanismos basados en tres efectos asociados con la creación de fluctuaciones electromagnéticas: el efecto magneto hidrodinámico, el piezomagnético y el electro cinético. En este trabajo se analiza en detalle el origen geofísico de cada mecanismo propuesto. A partir de las ecuaciones de Maxwell en la aproximación cuasiestática y de las ecuaciones constitutivas en medios elásticos y fluidos, se plantean los modelos para cada mecanismo y obtenemos estimativos de los órdenes de magnitud esperados. Estos resultados permiten analizar los diferentes escenarios donde cada mecanismo puede llegar a ser el dominante.

Archivo: GF-019

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STEADY STATES FOR CYCLONES IN THE LINEAR REGIME R. Salazar1,*, G.Telléz1,**, C. E. Jácome2, D.Jaramillo1 1

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Departamento de física, Universidad de los Andes, A.A. 4976, Bogotá Colombia Grupo de Física Teórica y Desarrollo de Software, Universidad Distrital Francisco José De Caldas Bogotá, Colombia. * [email protected] * [email protected] .

Debido a la naturaleza no lineal de los ciclones y el considerable número de variables involucradas en su evolución, la determinación del campo de velocidades y su estado termodinámico resulta ser complicado inclusive usando métodos numéricos. En este artículo se determinan los estados estacionarios de un ciclón dentro de un régimen lineal encontrándose soluciones analíticas mediante la introducción de una fuente/sumidero de masa artificial. Se justifica la tendencia de giro horario en el hemisferio sur y antihorario en el hemisferio norte de los ciclones en la atmósfera, así como la producción de flujo anticiclónico en ausencia de la fuerza de coriolis. Se deja como alternativa práctica la metodología propuesta para hallar el campo de velocidad, la presión y la vorticidad de un ciclón estacionario dentro del régimen laminar.

Archivo: GF-020


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APORTES DE LA FISICA ELECTROMAGNETICA AL ESTUDIO DE LA ATMOSFERA Leonardo Gónima Grupo de Materiales y Física Aplicada, Departamento de Física y Electrónica, Universidad de Córdoba [email protected] El estudio de la interacción de la radiación solar con la atmósfera terrestre es uno de los temas que puede ser analizado a partir de teoría de la transferencia de radiación electromagnética entre dos medios con características y propiedades diferentes: el espacio extraterrestre y la atmósfera. La presente ponencia muestra la importancia que tienen los conceptos electromagnéticos y ópticos de la física en la descripción y análisis del estado y composición de la atmósfera, mediante la discusión de modelos numéricos desarrollados y validados para atmósferas tropicales y de latitudes medias. Los resultados obtenidos con la modelación permiten concluir sobre la gran contribución que aporta la física al estudio de sistemas tan complejos como la atmósfera y el medio ambiente.

Archivo: GF-021

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EFECTO DE LA UNIFORMIDAD DEL TAMAÑO DE PARTICULA DE ZEOLITAS ARTIFICIALES EN LA OBTENCION DE HIDROCARBUROS EN EL PROCESO DE CRACKING CATALITICO DE POLIOLEFINAS POSTCONSUMO Alina Lucia Imbeth Luna 1 John Jairo Zuluaga Quintero, 2 Instituto de Física, Grupo de Física Industrial y de la Radiación, Universidad de Antioquia 2 Departamento de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería, Grupo de Física Industrial y de la Radiación, Universidad de Antioquia *Email del Autor correspondiente: [email protected] 1

Los catalizadores son sustancias que alteran la velocidad de reacción de una reacción química, disminuyendo su energía de activación y como consecuencia la velocidad es aumentada, sin que haya consumo del catalizador. Las Zeolitas son aluminosilicatos cristalinos mesoporosos; dependiendo de su tamaño de poro, estructura y acidez de los sitos activos son clasificadas para su uso. En el presente trabajo se muestra el efecto que tiene la distribución del tamaño de partícula de diferentes catalizadores zeoliticos sintetizados para el proceso de craqueo catalítico de poliolefinas postconsumo a nivel laboratorio, donde la relación poliolefina/catalizador es 8. Se evidencia una relación dependiente entre el volumen de producto líquido obtenido y la distribución de tamaño de partícula, los cuales coinciden con la naturaleza ácida de los sitios activos validados por análisis de Acidez por Adsorción y Desorción de Amoniaco.

Archivo: GF-022


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HIDROCARBUROS LIQUIDOS OBTENIDOS POR DEGRADACION CATALITICA DE PLASTICO POSTCONSUMO USANDO DE ZEOLITAS SINTETICAS (A,Y,W,F), TRIOXIDO DE WOLFRAMIO Y PERMUTITA (ALUMINOSILICATO AMORFO) Alina Lucia Imbeth Luna 1 John Jairo Zuluaga Quintero, 2 1 Instituto de Física, Grupo de Física Industrial y de la Radiación, Universidad de Antioquia 2 Departamento de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería, Grupo de Física Industrial y de la Radiación, Universidad de Antioquia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Se degrada por medio de un proceso catalítico sencillo y económico plástico postconsumo, que permite proponer una alternativa de reciclado de plástico, y que al mismo tiempo que se elimina su acumulación, se obtengan productos de mayor valor agregado con aplicaciones como materia prima química o como combustibles, además de plantear una solución a un problema ambiental, generando una fuente energética limpia. Los resultados obtenidos mediante el proceso, indican que buena parte del líquido se encuentra en el rango de C5 -C12, el cual es el rango de mayor proporción en las gasolinas. Las fracciones líquidas fueron analizadas por espectroscopía infrarroja, se realizaron análisis por cromatografía gaseosa (GC) Se realizaron perfiles cromatográficos básicos de una muestra estándar de gasolina comercial y de diesel y éstas fueron comparadas con los resultados que arrojaron los perfiles de las muestras obtenidas, Se comparan los resultados con los obtenidos por medio de degradación térmica o pirolisis, indicando las ventajas y eficiencia que presenta el proceso catalítico.

Archivo: GF-023

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DESARROLLO DE UN PROGRAMA PARA EL CÁLCULO DE LA RADIACÍON SOLAR EN INCIDENTE SOBRE UN LUGAR EN LA TIERRA INCLUYENDO LOS EFECTOS DE ATENUACIÓN PRODUCIDOS POR LA ATMOSFERA. Alexandra Urueta, José R. Narváez y Leonardo Gónima. Departamento de Física: Grupo de Materiales y Física Aplicada, Universidad de Córdoba Email del Autor correspondiente [email protected] RESUMEN

Se desarrolló un programa en el lenguaje de programación gráfica LabView 8.6 que permite calcular la radiación solar directa que incide sobre la superficie terrestre en un lugar, un día y una hora especifica, mediante el uso de la información geográfica del sitio y algunas variables medidas como la temperatura, la visibilidad, la humedad relativa todo esto usando modelos teóricos y semiempíricos que tienen en cuenta los fenómenos de dispersión de Rayleigh y de Mie que presenta la onda electromagnética cuando interactúa con la atmosfera y las transmitancias de la la atmosfera debido al O3, H2O y otros gases. Adicionalmente se calculan otras variables como la posición del Sol, que son muy importantes para desarrollar aplicaciones en el campo de la energía solar fotovoltaica, solar térmica y en la arquitectura. Para la ciudad de Montería que se obtuvo para un día claro el 21 de marzo a las 10 am a una altura de 20m, temperatura de 32°C, presión de la estación p=1006 hPa, latitud geográfica 8.75º, longitud local 75.89° y humedad relativa del 88%, se encontró que el valor de la radiación solar que arrojó el programa fue de 567.37 watt/m2 que corresponde muy bien con el valor medido para el mismo día usando un Radiómetro.

Archivo: GF-024


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DESEMPEÑO DE UNA PLANTA SOLAR AUTÓNOMA PARA USO RURAL INSTALADA LA REGIÓN CARIBE DE COLOMBIA F. J. Aguas, J. R. Narvaez y J. M. Oviedo. 1

Departamento de Física: Grupo de Materiales y Física Aplicada, Universidad de Córdoba, Montería Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

Para la instalación y puesta en operación de planta solar autónoma en la zona rural del municipio de Lorica se hizo teniendo en cuanta el perfil de consumo del la vivienda se estableció se estableció en e 2.6KWh por día. Con esta información y los valores de radiación solar y temperatura ambiente predominantes en la zona. Se dimensionó la planta solar autónoma con una potencia nominal de 580 watts y un banco de baterías de 700Ah. La planta fue monitoreada usando instrumentación virtual durante un año y tomando medidas de las variables que informan sobre el desempeño de la plana cada minuto 12:05am hasta las 11:55 pm de cada día. Los resultados mostraron que la energía producida por la planta solar muestra estabilidad, confiabilidad evidenciada en los pocos días de fallas de la planta durante el año; además se identificó que las fallas presentadas obedecieron a no usar racionalmente la energía y no respetar las características de uso reportadas en el perfil de usuario. También se pudo determinar un promedio de la eficiencia de conversión del generador fotovoltaicos tipo Si mono cristalino y fue de 12,3% . Lo anterior indica que el uso de energía solar fotovoltaica en la Región Caribe de Colombia es una gran alternativa en especial en las zonas rurales.

Archivo: GF-025

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MODELO PARA SIMULAR LAS CURVAS I-V, P-V DE MODULOS FOTOVOLTAICOS COMERCIALES. Johan A. Hernandez1, Gerardo Gordillo2, José R. Narvaez3 y Félix Aguas3 1

Departamento de Ingeniería Eléctrica, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. 2 Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá 3 Departamento de Física: Grupo de Materiales y Física Aplicada, Universidad de Córdoba. Montería Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

Este trabajo describe un método desarrollado para simular el I-V y P-V curvas de módulos fotovoltaicos comerciales y para calcular el efecto de la temperatura ambiente en su desempeño, utilizando los parámetros eléctricos proporcionados por los fabricantes de módulos. El método de simulación también se utilizó para calcular la energía que se pueden generar con un sistema fotovoltaico dependiendo de la temperatura ambiente y los valores de irradiación solar del lugar de instalación del sistema. La comparación de las curvas I-V y P-V simulada de dos tipos diferentes de módulos comerciales Si, fueron comparadas con las obtenidos experimentalmente en condiciones reales de temperatura ambiente y el nivel de radiación global, reveló que los resultados experimentales concuerdan razonablemente bien con los estimados teóricamente, lo que indica que el método de simulación es confiable. Lo anterior muestra que con los valores obtenidos de la simulación se pueden dimensionar sistemas fotovoltaicos confiables.

Archivo: GF-026


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DESARROLLO DE UN SENSOR SOLAR MULTIESPECTRAL PARA INVESTIGACIONES ATMOSFERICAS EN MEDELLÍN, COLOMBIA. Andrés Bedoya1*, Mauricio Múnera1, Daniel Nisperuza2, Alvaro Bastidas3 1 Escuela de Física: Grupo de Láseres y espectroscopia óptica, Universidad Nacional de Colombia- Sede Medellín *[email protected] RESUMEN Muchos estudios climáticos y de balance energético en la superficie terrestre se monitorean mediante medidas de radiación directas y difusas, este análisis se hace mediante el espectro de irradiancia solar, el cual tomado en el tiempo arroja la información suficiente para determinar algunas variables presentes en la atmosfera como lo son la velocidad de viento, concentración de nubes y diferentes partículas suspendidas en la capa terrestre, como aerosoles y demás partículas contaminantes. En este trabajo los detalles se muestran a través del diseño e implementación de un espectrorradiómetro, este sistema facilita la medida del espectro de irradiancia solar directa y medidas de transmitancia en un rango espectral de 250 a 850 nm. Este sistema fue acoplado usando un fotodiodo APD como sensor y un osciloscopio Tektronix para la adquisición de datos. Se muestra en el presente trabajo algunos resultados de medidas de propiedades ópticas de aerosoles correlacionadas con los datos de un LIDAR troposférico y sensores satelitales (MODIS), llevado a cabo en la ciudad de Medellín, Colombia.

Archivo: GF-027

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ANÁLISIS DE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DEL SUBSUELO VOLCÁNICO MEDIANTE EL ESTUDIO DE LA PROPAGACIÓN DE PULSOS ELECTROMAGNÉTICOS PRODUCIDOS POR FUENTES TRANSITORIAS Sandra E. Sánchez1 Jorge Clavijo2, Jhon J. Sánchez3, 1

Departamento de Física: Profesor Auxiliar, Universidad de Nariño. [email protected] 2 Departamento de Geociencias: Doctorado en Geociencias. Universidad Nacional de Colombia. [email protected] 3 Departamento de Geociencias: Profesor Asociado. Universidad Nacional de Colombia. [email protected]

La conductividad eléctrica es una de las propiedades de las rocas que permite caracterizarlas físicamente. Uno de los factores que afecta fuertemente esta propiedad es la temperatura del reservorio donde esta se encuentre; a mayor temperatura mayor movilidad de los iones através de los poros y por consiguiente mayor conductividad. Esta relación es fundamental en los volcanes ya que las zonas de gran conductividad se pueden asociar directamente a regiones de alta temperatura. Estas regiones tienen importancia económica ya que se convierten en candidatas para la construcción de pozos geotérmicos que pueden suministrar energía térmica o eléctrica de modo alternativo a las plantas tradicionales Existen diversos métodos geofísicos que permiten determinar el perfil de conductividad del subsuelo; desde los que aplican campos electrostáticos mediante fuentes de corriente conectadas en superficie, hasta los que usan ondas electromagnéticas de frecuencia bien definida que penetran en el subsuelo. En este trabajo se propone usar pulsos electromagnéticos creados por fuentes transitorias naturales o artificiales que generan campos que penetran grandes profundidades en el subsuelo volcánico. Mediante la solución de las ecuaciones de Maxwell para estas fuentes y en el modelo de subsuelos estratificados, se encuentra que la velocidad de difusión de estos campos depende fuertemente de la conductividad y por ende de la temperatura de las diferentes capas del subsuelo, suministrando nuevos criterios para detección de potenciales pozos geotérmicos.

Archivo: GF-028


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Fotocatálisis heterogénea con TiO2/UV como sistema de descontaminación de agua residual de origen Textil A. Blanco-Vargas1, A.M. Pedroza-Rodriguez1, A.E. Florido-Cuellar2, J.A. Cordoba2* 1

Grupo de Biotecnología Ambiental e Industrial. Pontificia Universidad Javeriana. Carrera 7 No. 43-82, Bogotá, Colombia. 2 Departamento de Física. Universidad del Tolima. Alto de Santa Helena. Ibagué. Colombia. * [email protected]

Resumen Este estudio reporta la elaboración de películas de TiO2 por sol-gel/sedimentación. Se depositaron aproximadamente 29 mgTiO2 en laminas de SiO2, teniendo en cuenta las propiedades estructurales y el potencial de descontaminación de agua residual textilera por parte del material, gracias a sus características fotocataliticas. Las películas de TiO2 se sometieron a tratamiento fotocatalítico con UV. Para garantizar la calidad física y óptica de las películas se realizo control de calidad empleando microscopia electrónica de barrido (características superficiales), difracción de rayos X (características cristalográficas) y barridos UV/VIS (energía de banda prohibida o GAP). Para la descontaminación de Agua residual de origen textil se utilizaron tres controles, uno de ellos se elaboró sometiendo el agua a oscuridad, otro con solo luz UV y el último con las películas de TiO2 en oscuridad para comprobar el poder de absorción de los contaminantes por parte del material. Teniendo en cuenta los valores de entrada del agua residual textilera evaluada, de parámetros como pH 8,0 Conductividad 4,0 Oxigeno Disuelto 8,2 Unidades de color 4534 y Demanda Química de Oxigeno 4940, se destaco que a través del tratamiento con TiO2/UV a las dos horas se obtuvieron los mejores resultados arrojando valores de pH 7,77 conductividad 4,41 Oxigeno Disuelto 8,3 Unidades de color 3557 y Demanda Química de Oxigeno 3920 debido a las propiedades fotocataliticas del material. Respecto a los controles evaluados los valores de parámetros fisicoquímicos anteriormente nombrados no fueron significativos. Agradecimientos. Proyecto 2953. Fundación Banco de la República y Oficina de Fomento a la investigación VRA. Bogotá, Colombia.

Archivo: GF-029

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Fotolisis como propuesta de tratamiento físico para aguas residuales contaminadas con colorantes trifenilmetánicos empleados en microbiología J.A. Fernández1*, C. Daza-Velásquez3, J.C. Salcedo-Reyes2, C. Jiménez- Borrero A.M. Pedroza-Rodríguez1. 1

Grupo de Biotecnología Ambiental e Industrial. Universidad Javeriana. Carrera 7 No. 4382, Bogotá, Colombia. 2 Grupo de películas delgadas. Departamento de Física. Universidad Javeriana. Carrera 7 No. 43-82, Bogotá, Colombia. 3 Grupo de Fitoquímica, Físico-química de materiales, Departamento de Química. Universidad Javeriana. Carrera 7 No. 43-82, Bogotá, Colombia. *[email protected] Este estudio evaluó la fotolisis como un mecanismo físico efectivo en la degradación de residuos líquidos contaminados con colorantes de la familia de los trifenilmetanos (cristal violeta, verde malaquita, azul de algodón y fuchsina). El tratamiento fotolítico se llevó a cabo

irradiando el residual con luz ultravioleta altamente energética (lámparas de

mercurio, 254 nm, 4.88 eV) por un periodo de 6 horas tomando muestras en la hora 0, 3 y 6. Los parámetros evaluados fueron DQO (Demanda Química de Oxígeno), UC (Unidades de Color cobalto-platino) y pH. Como control absoluto, el residual se mantuvo en ausencia total de una fuente de luz,

tomando muestras durante el mismo periodo de tiempo

establecido. El agua residual previa al tratamiento presentaba altas concentraciones de DQO (7825 mg/L) así como también de UC (2761). Al final del tratamiento fotolítico se evidenció una disminución del 64% de la DQO y del 69 % de UC. Con respecto al pH este se mantuvo relativamente constante entre 6.5 y 7.0. Adicionalmente se llevaron a cabo análisis de espectroscopia UV/Vis del residual antes y después del tratamiento. El residual previo al tratamiento absorbe con gran intensidad en la región del visible a 550 nm. Adicionalmente se evidencia un pico muy intenso en la región del UV cercano a 300nm. Se determinó que después de 6 horas de tratamiento se produce un desplazamiento hipocrómico de la muestra en la región del visible, mientras que en la región del UV hay desplazamientos tanto hipocrómicos como hipsocrómicos de 275 nm a 260 nm. Archivo: GF-030


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Elaboración de películas de TiO2 y TiO2/CuSO4 por la técnica de solgel/sedimentación con aplicación para inactivación de Salmonella spp Angie Hernández Molano 1, Aura Marina Pedroza Rodriguez1, Ana Karina Carrascal Camacho2. 1

Laboratorio de Microbiología ambiental y suelos. Grupo de Biotecnología Ambiental e Industrial. Pontificia Universidad Javeriana. [email protected] 1

2

Estudiante de Maestría en Ciencias. Pontificia Universidad Javeriana. [email protected]

Laboratorio de Microbiología de alimentos. Grupo de Biotecnología Ambiental e Industrial. Pontificia Universidad Javeriana. [email protected]

* [email protected] Resumen En este estudio se reporta la elaboración de dos tipos de películas: TiO2; para probar su eficiencia en los procesos fotocataliticos con luz UV (340nm) y TiO2/CuSO4 (modificadas) como alternativa del uso de la luz blanca (366nm). Se elaboró por medio de la técnica de sol-gel; adicionalmente se analizó caracterizaron por microcopia electrónica de barrido y difracción de rayos X para determinar sus propiedades ópticas y cristalográficas. El efecto de diferentes condiciones sobre la actividad fotocatalítica se valoro por medio de un diseño experimental Plackett Burman empleando dos especies de salmonella como modelos bacterianos: 1)Tiempo, 2) concentración celular, 3) pH, 4) agitación, 5) longitud de onda y 6) tipo de película. La películas presentaron una superficie irregular con presencia de agregados de diferentes tamaños, adicionalmente en las películas de TiO2/CuSO4 se observan estructuras esféricas con menor tamaño que podrían corresponder a la sal adicionada. Con respecto a la difracción con rayos X las dos películas presentaron las fases anatasa con orientación 101,004 y 200, siendo 101 de mayor intensidad. En cuanto a los resultados de inactivación se observó que para tratamientos con películas modificadas, luz UV, distintas concentraciones celulares el mayor porcentaje de inactivación fue de 100%; mientras que películas sin modificar, luz UV, concentración celular de (1x106UFC) el mayor porcentaje fue de 60,21 %; y para películas modificadas, luz visible, concentración celular de (1x103 UFC) el mayor porcentaje de inactivación fue de 32,74%.

Archivo: GF-031

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Energía libre de Gibbs para celdas de combustible de hidrógeno con membrana de intercambio protónico (CCIMP).

E.R.Gómez.A. 1, J.Caicedo.Tibabija2, J.M.Fólrez.P.3 1

.

Proyecto Curricular de Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. ergomeza @correo.udistrital.edu.co. 2 Proyecto Curricular de Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. 3 Docente Proyecto Curricular de Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. .

En el proceso de obtención de energía sin emisión de gases de efecto invernadero, las celdas de combustible, desempeñan un papel fundamental gracias al proceso de electrólisis que ocurre en la molécula de agua, a través del cual; se requiere adicionar cierta cantidad de energía externa para disociar la molécula de agua en hidrógeno y oxígeno, una vez se tiene el hidrógeno en forma de gas, puede ser utilizado como combustible para que reaccione con el oxígeno y forme la molécula de agua, liberando de esta forma, cierta cantidad de energía, próxima a la que se le suministró para disociar la molécula. Esta energía, puede colectarse en forma de energía eléctrica, éste proceso generador de energía, en las celdas de combustible es realizado principalmente por la membrana de intercambio protónico (CCMIP). Este proceso de generación de energía eléctrica para una membrana tipo (CCIMP), se puede separar en dos pasos fundamentales: el primero ocurre en los electrodos separadamente y el segundo está relacionado con la reacción química general. Para calcular la energía obtenida en una celda de combustible con membrana de intercambio protónico, se requiere usar relaciones fisicoquímicas y el concepto de energía libre de Gibbs. En este trabajo, se presenta un desarrollo detallado de la eficiencia de la celda de combustible recurriendo a los conceptos ya señalados, al igual que los requerimientos energéticos para llevar acabo la electrolisis para un dispositivo encontrado en el mercado (Hidrocar). Estos resultados, se comparan con otros reportados en la literatura.

Archivo: GF-032


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MONITOREO Y EVALUACIÓN DE LA HUMEDAD RELATIVA, PRESION ATMOSFÉRICA Y TEMPERATURA AMBIENTE EN BOGOTÁ Forero Ch. Nelson L.1*, Forero S. Iván Y.1, Daza C. Luis Germán.1 1


En este trabajo se presentan los resultados del monitoreo y evaluación de las medidas de la humedad relativa, la presión atmosférica y la temperatura del aire en la zona de la Macarena en Bogotá. Estos parámetros brindan información de importancia en la calidad del aire, el comportamiento climático y como factores influyentes en el desempeño de sistemas de generación de energía alternativos. Además, se estudia e interpreta la correlación estadística entre estos tres parámetros atmosféricos. Igualmente, se describe el diseño del sistema de adquisición de datos, en el que se ha empleado la arquitectura de la Instrumentación virtual, soportada en el software de programación gráfica LabVIEW 8.6 y módulos de adquisición Compact Field Point 2020 de la National Instruments. La configuración del instrumento virtual desarrollado permite adquirir y visualizar simultáneamente los valores de las medidas de los tres parámetros.

Archivo: GF-033

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MODELACIÓN DE EVENTOS EXTREMOS DE PRECIPITACIÓN Y TEMPERATURA, ASOCIADOS A FENOMENOS ENOS EN EL CATATUMBO COLOMBIANO. R. Perdomo1 y A. Baquero2. 1

Departamento de Física: Grupo de Simulación del Sistema Climático Terrestre, Universidad Nacional de Colombia 2 Departamento de Física: Grupo de Simulación del Sistema Climático Terrestre, Universidad Nacional de Colombia 1 Email: [email protected], 2Email: [email protected] RESUMEN

Basado en observaciones climáticas de 4 estaciones de la red meteorológica nacional del IDEAM, ubicadas en la cuenca vertiente del Catatumbo Colombiano entre 72.7° y 72.5° de longitud Oeste y entre 8.6 y 7.7° de latitud Norte, con elevaciones entre 100m y 500m; se modelaron eventos extremos de precipitación y temperatura máxima. Durante el periodo de referencia Enero-1976 a Diciembre-2010, se aplicó la metodología descrita por Coelho (Journal of Climate, 21, 2008) para la serie de anomalías de precipitación y temperatura, obteniendo que la serie de excedencias se ajusta a una distribución generalizada de Pareto (DGP) con parámetro de forma y escala (ξ=0.1642, β=0.8183) en la serie de precipitación, y valores de ξ=0.0315 y β=0.5151 en la serie de temperatura, cuyos umbrales estan en los percentiles 75 y 90 respectivamente. También se observó dependencia de eventos extremos asociada a fenómenos ENOS (El Niño y La Niña).

Archivo: GF-034


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ASPECTOS FÍSICOS A CONSIDERAR EN LA CALIBRACIÓN RADIOMETRICA DE IMÁGENES SATELITALES Camilo Delgado-Correal1,2*, José E. García3, Jorge Hernandez2, Gabriel Castaño 2 1

2

Observatorio Astronómico Nacional, Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ingeniería: Semillero de Investigación en Percepción Remota-GEIPER, Universidad Distrital FJC 3 Grupo de de Física Aplicada y Desarrollo tecnológico, Centro Internacional de Física *[email protected]

Se hace una revisión de los principios físicos involucrados en el procesamiento digital de imágenes satelitales, más específicamente en el tema de la calibración radiométrica de las mismas. Se muestra una descripción conceptual de los procesos relevantes de la interacción radiación-atmósfera y radiación-suelo con el objetivo de que el lector entienda con detalle que significa la información contenida en las imágenes satelitales. Por ultimo se muestra los avances del proyecto: “Estudio computacional de la atenuación radiativa de la atmósfera (en la banda de los 300nm-1000nm) en un desierto colombiano”.

Archivo: GF-035

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OPTIMIZACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE MIGRACIÓN PRE-APILADO EN TIEMPO TIPO KIRCHHOFF (PSTM) EN EL SOFTWARE DE PROCESAMIENTO DE DATOS SÍSMICOS PROMAX 2D/3D PARA LA OBTENCIÓN DE MEJORES IMÁGENES DEL SUBSUELO EN LA BÚSQUEDA DE HIDROCARBUROS

Marco A. Guarín1*, Alejandro Hurtado1, Harold Esquivel2 1

Departamento de Física: Grupo de Física e Informática “FISINFOR”, Universidad Distrital Francisco José de Caldas 2 INFORPETROL S.A. * [email protected]

La prospección geofísica, se basa en un conjunto de técnicas físicas y matemáticas para la exploración del subsuelo con el fin de suplir la necesidad mundial de búsqueda de recursos energéticos como: agua subterránea, minerales e hidrocarburos, entre otros. El procedimiento más relevante en la prospección consiste en procesar los datos sísmicos del terreno para lo cual se utiliza un software especializado como el caso de ProMAX 2D/3D, a medida que el procedimiento avanza genera imágenes del subsuelo que permiten observar diferentes tipos de estratificación, fallas sísmicas, y posibles yacimientos. La Migración es una técnica, aplicada casi al final del procesamiento, y que se realiza con el fin de reposicionar geométricamente eventos con buzamiento a su verdadera ubicación geológica y así proveer al intérprete un confiable mapeo de la estructura del subsuelo, haciendo aparecer la sección apilada lo más similar al corte geológico a lo largo de la línea sísmica. En este trabajo se desarrolla la optimización del proceso de migración pre-apilado en tiempo tipo Kirchhoff en el software ProMAX 2D/3DTM a partir de la solución integral de la ecuación de onda y posterior cálculo del parámetro de apertura, con el fin de obtener mejores imágenes finales del subsuelo para la búsqueda de hidrocarburos. En la actualidad, además de la búsqueda de hidrocarburos en Colombia se utiliza este procedimiento para la detección de fallas sísmicas para la construcción, como en el caso de la llamada “Ruta del Sol”

Archivo: GF-036


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DETERMINACION DE LA INFLUENCIA DE LAS CONDICIONES CLIMATICAS EN LA APLICACIÓN DE SONDEOS ELECTRICOS VERTICALES Rafael Maldonado*, Luz Amalia Ordoñez Departamento de Geociencias, Universidad Nacional de Colombia *[email protected] Los métodos de exploración geofísica tienen un amplio espectro de técnicas fundamentadas en la aplicación del comportamiento de observables físicos, en particular los métodos electromagnéticos los cuales han demostrado ser eficaces en la prospección de recursos naturales, obras civiles entre otros. La exploración geofísica se realiza en campo abierto donde se tiene menos control de los registros debido principalmente a variaciones en las condiciones climáticas, este trabajo pretende realizar el análisis de resistividades obtenidas bajo condiciones técnicas similares, en diferentes estados climáticos para el método electromagnético SEV (acrónimo de Sondeo Eléctrico Vertical). Además explorar la capacidad del método SEV y la corrección de la información obtenida bajo la misma técnica en temporadas climáticas poco favorables, con el fin aumentar la precisión de los resultados obtenidos.

Archivo: GF-037

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HACIA LA FOTOCATÁLISIS EN FASE GASEOSA DE H2S SOBRE TiO2 C. A. Quiñones1*, J. I. Clavijo2 1,2

Departamento de Química: Grupo de materiales Fotoactivos, Universidad de América *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN DEL TRABAJO .

Mediante la implementación a nivel de laboratorio de un nuevo diseño de reactor para fotocatálisis en fase gaseosa, se evaluó la factibilidad del TiO2 en película delgada como alternativa para el tratamiento y conversión de H2S, un gas contaminante atmosférico. Se realizó el diseño y construcción modular y de bajo costo del reactor de foto conversión del H2S en presencia de TiO2 y radiación UV, teniendo en cuenta las propiedades del óxido de titanio en película delgada como lo son su área superficial y foto actividad en la región UV del espectro solar lo hace una propuesta económica y viable, susceptible de mejoramiento en términos de su posibilidad de ser escalado a nivel piloto. Se realizó un estudio inicial de concentración de H2S vs. Tiempo y de Proporción de TiO2/H2S sobre la capacidad de conversión del sistema, cuyos resultados sugieren que la catálisis sobre óxido de Titanio para la conversión del H2S atmosférico tiene mucho que ofrecer aún. Se propone además que el óxido de titanio puede funcionar sobre sustratos de bajo costo y manejo seguro, de forma que se gana en términos de costos y de flexibilidad del sistema reactor, el cual puede adaptarse, a futuro a otro tipo de sustratos. La aplicación de películas delgadas semiconductoras como lo son las de TiO2 en el ámbito del tratamiento de contaminante hace que se piense en una nueva aplicación seria de los semiconductores, ahora en el campo de la física / fisicoquímica ambiental.

Archivo: GF-038


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ANALISIS EXPERIMENTAL Y COMPUTACIONAL DE LOS EFECTOS DE LA HUMEDAD Y EL VIENTO EN LA PROPAGACION DEL NIVEL DE ONDAS SONORAS EN CAMPO ABIERTOS Edgar Quiñones Bolaños1*, Oscar Medina Forero2 1t

Docente, Facultad de Ingeniería: Grupo de Investigación Modelación Ambiental , Universidad de Cartagena 2 Estudiante Maestría en Ciencias Físicas, Departamento de Física: Grupo de Investigación Modelación Ambiental, Universidad de Cartagena *[email protected] El objeto fue analizar experimental y computacionalmente los efectos de la humedad relativa (60 – 85 %) y el viento (0 – 4 m/s) en la propagación del nivel de presión sonora (NPS) emitidos desde una fuente puntual de tonos puros, en campos abiertos. 90000 mediciones de NPS se adelantaron en 84 puntos de control uniformemente distribuidos sobre un área de 110 m de largo por 60 m de ancho en un terreno plano localizado en el área metropolitana del Distrito de Cartagena de Indias. La fuente sonora estuvo compuesta por un generador de frecuencias (65 a 8000 Hz), un amplificador de potencia, un parlante de 18” para tonos graves, un parlante de 12” para los tonos medios y dos Drivers para los tonos altos. Dos sonómetros tipo II y una estación meteorológicas portátil fueron utilizados en el monitoreo de NPS, durante 15 a mediados de agosto del 2010. Para el análisis computacional se desarrollo un software en Visual Basic 6.0 basados en los modelos de la ISO 9613 y de ecuaciones logarítmicas derivadas a partir de la ley de Fick y de las ecuaciones de transporte. Los resultados muestran que bajo un viento suave (2 – 4 m/s) las curvas isofónicas obtenidas con las frecuencias altas tienen mayor desplazamiento que las encontradas con frecuencias bajas. La temperatura ambiente (30º a 35º C) y la humedad relativa mostraron poco incidencia en la propagación del NPS. Los resultados numéricos obtenidos con el modelo de la ISO 9613 mostraron gran concordancia con los datos obtenidos experimentalmente. El ajuste de la atenuación del sonido mediante una ecuación tipo logarítmica fue adecuado, proporcionando un coeficiente de regresión superior a 0.97. En conclusión los modelos utilizados son adecuados para el análisis de propagación de ondas en campos abiertos bajo diferentes condiciones atmosféricas a nivel del mar.

Archivo: GF-039

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ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE PANELES FOTOVOLTAICOS BAJO CONDICIONES CLIMÁTICA DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ Janett Barbosa Urbano1* 1

Facultad de Ingeniería, Universidad Cooperativa de Colombia *[email protected] RESUMEN

El planeta Tierra enfrenta en estos momentos una de las crisis más complejas de su historia, nos referimos a la energía y su uso. Nuestro mundo, goza de incontables recursos energéticos de todo tipo: animal, vegetal, mineral, químico, electromagnético, etc. Según un estudio realizado por el Banco Mundial (BM) y el Gobierno colombiano sobre el medio ambiente en Colombia: “Los contaminantes que arrojan a la atmósfera el transporte y la industria producen problemas críticos especialmente en los corredores Bogotá-Soacha, Cali-Yumbo, Medellín-Valle de Aburrá, Sogamoso y Barranquilla.” El informe también da cuenta de la calidad del aire en Bogotá donde estadísticamente se tiene 31 micropartículas por metro cúbico, muy cerca de ciudades como México que se considera una de las capitales más contaminadas del mundo con 51 micropartículas por metro cúbico; la excesiva utilización de los recursos hídricos, las áreas forestales y, en especial, el impacto que ha tenido el desgaste del ambiente en las poblaciones rurales y urbanas ha deteriorado notablemente nuestro hábitat. Desde la perspectiva del uso de energías renovables, presentaremos los resultados de un estudio comparativo entre paneles fotovoltaicos (monocristalino y policristalino) bajo las condiciones de la ciudad de Bogotá, con el objetivo de mostrar diferencias y eficiencias a partir del análisis de cuatro variables: voltaje, corriente, temperatura y radiación. Este estudio contribuirá, con las cifras y análisis aportados, a mejorar la visión sobre el uso de la energía solar fotovoltaica en la ciudad de Bogotá y, a tomar una mayor concienciación sobre un uso más inteligente de la energía en nuestro planeta.

Archivo: GF-040


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ACOPLAMIENTO LITOSFÉRICO-ATMOSFÉRICO Aproximación al estudio ionosférico mediante información geodésica espacial para el análisis de la dinámica terrestre Juan Rodríguez Zuluaga1*, Héctor Mora Páez1 1

Proyecto GEORED, Dirección Técnica del Servicio Geológico, INGEOMINAS. *Email : [email protected]

El acoplamiento sísmico-ionosférico es uno de los temas de investigación más controversiales en el mundo científico. La necesidad de obtener claridad en este tema estriba en la relevancia que tiene para el pronóstico de fenómenos geodinámicos, principalmente sismos, de tal manera que contribuya al entendimiento de la amenaza sísmica y a la generación de mecanismos apropiados de mitigación. Desde que la información suministrada por el sistema global de navegación satelital (GNSS) se ha venido empleando para el cálculo del contenido total de electrones (TEC), la potencial aplicación para el estudio de anomalías ionosféricas como precursores sísmicos ha recibido especial atención. Estas perturbaciones, eventualmente alcanzan las capas ionosféricas, donde el acoplamiento entre la atmósfera neutra y el plasma se manifiesta en fluctuaciones de la densidad de electrones. Se ha propuesto, que los eventos sísmicos vienen precedidos por señales electromagnéticas en las bandas ULF, ELF y VLF, provocando variaciones de la frecuencia crítica de plasma (foF2) y el contenido total de electrones (TEC). Se han realizado en el proyecto GEORED, pruebas con datos de estaciones GNSS permanentes. Para el caso particular del sismo de Haití del 12 de enero de 2010, se tomaron dos estaciones de la red global, y dos pertenecientes al proyecto GEORED, encontrando anomalías 24 horas antes del evento sísmico.

Archivo: GF-041

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CRUSTAL DEPTH ESTIMATION OF THE URABA BASIN, NORTHWESTERN COLOMBIA, FROM SPECTRALLY CORRELATED POTENTIAL FIELD ANOMALIES Andrés González Melo1, Orlando Hernández Pardo1 1

Departamento de Geociencias, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá, [email protected],[email protected] The Urabá basin is located at the northeastern border of Colombia in the limits with Panama. It covers a total area of 9417 km2 and comprises two physiographic environments:

a marine area located in the Gulf of the same name with an area of 4150 Km2 and an onshore area with two sub-environments with different geological and physiographic characteristics. The first consists of a morphology flat formed by fluviomarine and marsh deposits with an area of 3740 km2. The second sub-environment comprises a mountainous morphology composed of sedimentary and igneous rocks located in the Eastern and Western edges of the basin. A local gravity and magnetic modeling of an area of 3630 km2 of the Uraba basin was carried out obtaining a geometric model of the sedimentary basin and the crustal thickness of the studied area, with support from an integrated satellite, airborne and ground gravity and magnetic data. Data processing included regional and residual gravity and magnetic anomaly separation, Euler depth solutions, forward and inverse 2D modeling, spectral correlation of gravity and magnetic anomalies. Qualitative and quantitative interpretation included the application of wavenumber filters, normalization and local favorability indices of the potential field anomalies. The terrain gravity effects (TGE) and free air gravity anomalies (FAGA) of the Urabá basin spectral correlation data confirms that the topographic highs at the borders of the basin are isostatically disturbed.

Archivo: GF-042


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Extremos de temperatura y precipitación sobre Colombia: Un enfoque a partir de la mecánica estadística no extensiva I. Hoyos1,2, A. Baquero-Bernal2, B.A. Rodríguez1 1. Grupo de Física y Astrofísica Computacional FACOM, Instituto de Física, Universidad de Antioquia. 2. Grupo de Simulación del Sistema Terrestre, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected] Por su aplicabilidad en fenómenos complejos, la mecánica estadística no extensiva de Tsallis ha venido recibiendo creciente atención como generalización de la mecánica estadística estándar de Boltzmann-Gibbs. En el contexto de la teoría de valores extremos, se conoce que los excesos siguen una distribución de probabilidad de “colas pesadas” que tiende asintóticamente a una función q-exponencial, la cual maximiza la entropía de Tsallis bajo la ligadura de media constante. Datos provenientes de diferentes áreas han demostrado que las distribuciones de fenómenos complejos regulados por diferentes escalas espacio temporales (como el clima, turbulencia, la dinámica de la bolsa de valores, etc) están mejor descritas por distribuciones en el marco de la estadística no extensiva, donde el indice q da información sobre la dinámica que subyace en tales procesos. En este trabajo se realiza por primera vez un estudio del comportamiento espacial del índice no extensivo q para los excesos climáticos en las Cuencas Caribe y Pacífico colombianas. Se evidencia que este índice no extensivo permite caracterizar el comportamiento dinámico de las cuencas en diferentes clases de universalidad dinámica y confirma la complejidad de los procesos del clima local, asociada en gran medida a la variabilidad topográfica de la región. Se espera que los resultados obtenidos en la presente contribución, sirvan como soporte para la implementación de modelos locales del clima que incluyan la escala de variabilidad de los fenómenos dominantes y las diferentes dinámicas físicas asociadas a las clases de universalidad encontradas.

Archivo: GF-043

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ESTUDIO DEL CONTENIDO TOTAL DE ELECTRONES (TEC) EN LA IONOSFERA COLOMBIANA DURANTE SOLSTICIOS Y EQUINOCCIOS

M. Duran 1, J. Palacios2, J.pluas3, H.Rodrigues4, J. Agudelo5, J.Villalobos6 Departamento de Física: Grupo Argos - Física de la ionosfera, Universidad Nacional de Colombia 1

2

[email protected], [email protected],3 [email protected], 6 4 [email protected],5 [email protected], [email protected]

La principal fuente de ionización sobre la ionósfera terrestre es debida a la emisión de radiación proveniente del sol, esta condición implica que el contenido total de partículas cargadas eléctricamente en una región varíe en períodos de 24 horas. El contenido total de electrones (TEC) es una importante variable ionosférica que representa la cantidad de electrones libres en esta zona de la atmósfera. A lo largo del año los periodos de duración del día y la noche presentan una variación periódica en la cual se tienen cuatro fechas; dos de las cuales tienen la misma duración (equinoccios) y dos en que se tiene un máximo y un mínimo de duración (solsticios). Se pretende estudiar el comportamiento del TEC en estos cuatro puntos críticos de la órbita terrestre por medio de datos tomados con un receptor GPS de doble frecuencia ubicado en Bogotá, perteneciente a la red de estaciones ionosféricas de Colombia REICO. Usando el “Modelo ionosférico colombiano” (MICO) se procesan los datos provenientes del receptor GPS para asi estudiar el comportamiento de la ionosfera en el territorio colombiano.

Archivo: GF-044


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INFLUENCIA DE LA CME OCURRIDA EN JUNIO 07 DE 2011 SOBRE LA IONOSFERA COLOMBIANA POR MEDIO DE VARIACIONES EN EL CONTENIDO TOTAL DE ELECTRONES (TEC) J.Agudelo 1, J. Palacios2, J.pluas3, H.Rodrigues4, M.Duran5, J.Villalobos6 1

Departamento de Física: Grupo Argos - Física de la ionosfera, Universidad Nacional de Colombia 1

[email protected],2 [email protected],3 [email protected], 4 [email protected],5 [email protected], 6 [email protected] Resumen El sol presenta un ciclo de actividad magnética denominado ciclo solar con una duración de 11 años en el cual cambia la cantidad de radiación solar que llega a la tierra, esto debido a un incremento en el número de fulguraciones solares, eyecciones de masa coronal (CME), tormentas de radiación y otros fenómenos de erupción solar efectiva. Estas variaciones solares provocan cambios en el clima y tiempo espacial de la tierra, en especial sobre la ionosfera generando fluctuaciones en el contenido total de electrones (TEC) presentes en la atmosfera. Dado que el sol esta entrando en este ciclo, se pretende estudiar las variaciones del comportamiento del TEC a causa de la CME generada el dia 07 de junio de 2011 por medio de datos tomados con un receptor GPS de doble frecuencia ubicado en Bogotá, perteneciente a la red de estaciones ionosféricas de Colombia (REICO). Usando el “Modelo ionosférico colombiano” (MICO) se procesan los datos provenientes del receptor GPS para asi estudiar el comportamiento de la ionosfera en el territorio colombiano en los días precedentes y posteriores al 07 de junio.

Archivo: GF-045

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MODELO IONOSFERICO COLOMBIANO Y ESTUDIO DEL TEC EN LA REGION ECUATORIAL COLOMBIANA BASADO EN RECEPTORES GPS DE DOBLE FRECUENCIA J. Pluas 1, J. Palacios2, J.Agudelo3, H.Rodrigues4, M.Duran5, J.Villalobos6 1

Departamento de Física: Grupo Argos - Física de la ionosfera, Universidad Nacional de Colombia 1

4

[email protected],2 [email protected],3 [email protected], [email protected],5 [email protected], 6 [email protected] Resumen

La ionosfera es una región de la alta atmósfera, originada por la interacción de ésta con la radiación proveniente, principalmente del Sol, la cual varía considerablemente con la latitud, longitud y altitud terrestre, el tiempo, el ciclo solar y las estaciones entre otros. Dado que la ionosfera es un medio inhomogéneo, dispersivo, anisótropo y absorbente, la influencia de esta en las señales electromagnéticas y por tanto en las comunicaciones como también en sistemas satelitales, es bastante significativa debido a su naturaleza conductora y características altamente cambiantes que afectan señales. El modelo ionosférico colombiano, permite obtener el contenido total de electrones (TEC) de la ionosfera, a partir de datos adquiridos con la red REICO (Red de Estaciones Ionosféricas COlombiana) basada en receptores GPS de doble frecuencia. El modelo se realiza analizando las variaciones que sufren las señales electromagnéticas satelitales al transitar por la ionosfera, tomando los observables de pseudorango y fase de arrastre, provenientes de los archivos de observación, se calcula el Slant TEC. Posteriormente, usando los archivos de navegación, se obtiene las órbitas de los satélites GPS las cuales son necesarias en el proceso de determinación del TEC, asumiendo la ionosfera como una capa delgada, el vector de onda de la señal producida por el satélite, cruza la ionosfera en un punto de corte calculado a partir de la posición del receptor y del satélite para un tiempo determinado. Con referencia a este punto se calcula el Vertical TEC.

Archivo: GF-046


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MEDIDA DE VELOCIDADES, COMO FUNCIÓN DE LA FRECUENCIA, EN MUESTRAS DE ROCA DEL SUBSUELO DEL PIEDEMONTE LLANERO COLOMBIANO H. Altamar1,2*, Y. Torres2, C. Piedrahita3 (Hernando Altamar Mercado) 1

Facultad de Ciencias Básicas, Universidad Tecnológica de Bolívar, Cartagena de Indias. 2 Grupo de Óptica y Tratamiento de Señales, Universidad industrial de Santander, Bucaramanga 3 Gupo de Geofísica, ICP- Ecopetrol, Piedecuesta Santander [email protected]

En muchos trabajos de modelado para la interpretación geológica del subsuelo, no se tiene en cuenta la frecuencia de la onda reflejada desde la cual se deduce información de los reflectores subterráneos. Se debe considerar que si un medio es dispersivo, la velocidad de la onda depende de la frecuencia y esto lleva a que la anisotropía sísmica también es función de la frecuencia. En este trabajo se ha medido la velocidad de pulsos acústicos en muestras de roca del subsuelo del piedemonte llanero colombiano, los resultados muestran que la velocidad de los pulsos acústicos depende de la frecuencia. En este experimento se envían y registran pulsos acústicos usando actuadores piezoeléctricos, el retardo entre retardo entre el pulso enviado y el pulso registrado demuestran la variación de la velocidad de las ondas tipo P y tipo S, en la misma muestra, cuando se varía la frecuencia de los pulsos acústicos enviados a través de la muestra.

Archivo: GF-047

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La generación de campo magnético en Mercurio Natalia Gómez Pérez1* Daniel Heyner2 1

Departamento de Física, Universidad de los Andes 2 IGEP, UT Braunschweig. *Email: [email protected]

En los últimos 30 años el desarrollo de modelos numéricos de las ecuaciones de magnetohidrodinámica, han hecho posible el desarrollo de la teoría de dínamos planetarios. Hasta el momento, modelos numéricos del interior de planeta pueden reproducir hasta cierto punto el campo magnético medido por diversas misiones espaciales en planetas y satélites naturales en el sistema solar. Sin embargo, una de las mediciones que ha sido confirmada recientemente por la sonda espacial MESSENGER (misión activa de NASA, APL y CIW), sigue sin tener una explicación teórica razonable. En los últimos años hemos estudiado el efecto que puede tener la magnetosféra planetaria en el dínamo interno. Encontramos que bajo condiciones especiales, como las del planeta Mercurio, es posible que un mecanísmo de retro-alimentación entre la magnetosféra y el dinamo interno genere el campo magnético característico de Mercurio. En esta ponencia de presentarán resultados de modelos numéricos de magnetosféras y dínamos planetarios junto con la comparación y análisis de datos obtenidos por las sondas MESSENGER y Mariner 10. Se discutirán también las implicaciones para Mercurio y planetas o satélites bajo la influencia de campos magnéticos fuertes (por ejemplo, exoplanetas).

Archivo: GF-048


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FA FÍSICA APLICADA

ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE HIDRATACIÓN DE TRES VARIEDADES DE FRIJOL (Phaseolus Vulgaris) EN UNA SOLUCIÓN SALINA

R. H. Albarracin1,2 y F. Fajardo* Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá-Colombia. 1

Facultad de Ingeniería y Ciencias Básicas, Politécnico Grancolombiano, Bogotá-Colombia. 2

IEDIT Rodrigo de Triana, SED Bogotá, Bogotá-Colombia. *e-mail: [email protected]

La cinética de absorción de humedad es importante para mejorar los procesos de almacenamiento de semillas y determinar las condiciones de germinación de estas en la presencia de suelos salinos. Este trabajo presenta el estudio experimental de la cinética de hidratación de las variedades de frijol (Phaseolus Vulgaris) bola roja (BR), caraota (CAR) y calima (CAL) en una solución salina. La hidratación inicial de los frijoles se realizó en agua destilada y posteriormente se llevó a cabo en soluciones de agua con sal (NaCl) a seis concentraciones ∆! (0.25, 0.50, 0.75, 1.00, .25, 1.50). Con el fin de determinar el coeficiente de transferencia de masa (Ktr), se midió la variación de la masa en función del tiempo para cada una de las concentraciones, empleando una balanza electrónica. Las medidas de masa se hicieron en un intervalo de cinco horas cada veinte minutos. Los datos de masa en función del tiempo de hidratación fueron expresados en términos de la humedad M(t). Se encontró que la humedad absorbida para las variedades BR y CAR se pueden ajustar con el modelo empírico de Hincks-Stanley. A partir de la primera ley de Fick se encontró que los coeficientes Ktr para las variedades BR y CAR fueron 0.00297 y 0.00441 gcm2/s, respectivamente. La cinética de adsorción de humedad del frijol CAL es diferente, la cual en este trabajo se propone ajustar mediante un modelo que emplea la función sigmoide, de donde se obtiene un Ktr de 0.0104 gcm2/s. También se muestra que las diferencias en la cinética de absorción de humedad son debidas a que en las variedades BR y CAR esta se da principalmente por el tegumento y en la variedad CAL por el micrópilo.

Archivo: FA-001

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COMPARACIÓN DE LA CINÉTICA DEL SECADO DE TRES VARIEDADES DE AJI (Capsicum spp)

R. H. Albarracin1,2 y F. Fajardo* Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá-Colombia. 1

Facultad de Ingeniería y Ciencias Básicas, Politécnico Grancolombiano, Bogotá-Colombia. 2

IEDIT Rodrigo de Triana, SED Bogotá, Bogotá-Colombia. *e-mail: [email protected]

Este trabajo presenta el estudio experimental del secado por el método de convección forzada de de tres variedades colombianas de ají (Capsicum spp): Rojo, Anaranjado y verde. Las muestras de ají se secaron a seis temperaturas (TA=18, 32, 40, 52, 60 y 72 0C), con una humedad relativa del 8 % y una velocidad del flujo de aire constante de 1 m/s al interior de la cámara de secado. Para cada una de las variedades se midió la perdida masa en función el tiempo, tomando como parámetro la temperatura. Para medir la masa durante el proceso, las muestras de ají no fueron retiradas en ningún momento de la cámara de secado. De los datos experimentales se determinó el contenido de humedad en base seca, los cuales fueron ajustados al primer término de la solución de la segunda ley de Fick. Se asume que la concentración inicial de agua es homogénea en el ají, por lo que se empleo la solución en una dimensión. Para cada variedad, se determinaron los coeficientes de difusividad Df a las diferentes temperaturas de secado y con estos valores empleando la ecuación de Arrhenius se calcularon las energías de activación Ea. Los valores de Ea obtenidos son 68.82, 68.73 y 66.80 kJ/mol para las variedades de ají rojo, anaranjado y verde, respectivamente; valores que se encuentran en el rango típico reportado para los alimentos. Al hacer una comparación de la masa seca que se obtiene al final del proceso de secado en condiciones similares, se concluye que son más rentables económicamente las variedades de ají rojo y anaranjado. También se muestra que la rehidratación del ají verde se ve bastante afectada por los tratamientos térmicos, debido a cambios estructurales que sufre durante el proceso.

Archivo: FA-002


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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA ESTACIÓN DE MONITOREO AUTOMÁTICA PARA MEDIR HUMEDAD RELATIVA, TEMPERATURA AMBIENTE Y LUZ INCIDENTE EN INVERNADEROS, USANDO INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL J. Aristizábal*, O. Tamín Departamento de Ingeniería Electrónica: Grupo de Estado Sólido y Optoelectrónica, Universidad Central *Email del autor correspondiente: [email protected] Las variables ambientales en los invernaderos deben ser controladas en unos rangos que puedan garantizar las condiciones apropiadas contra plagas, marchitamientos o afectaciones para el subsuelo. La ventilación es importante tanto para expulsar el aire caliente como para hacer que circule dentro del mismo recinto e influye principalmente en la temperatura, la humedad y la concentración de dióxido de carbono afectando el crecimiento de las plantas. El sistema de monitoreo implementado utiliza como hardware una tarjeta de adquisición de datos NI-6008 la cual se comunica mediante puerto usb con el pc; cuenta con 12 bits de resolución, 8 canales de entrada y 10kS/s de velocidad de adquisición. Como software se emplea un instrumento virtual desarrollado mediante LabVIEW 8.5 que provee a través de indicadores en el panel frontal las variaciones de las tres medidas, valores de estadística descriptiva y la generación de un reporte con la información monitoreada, fecha y hora del evento. Como sensor de temperatura se utilizó una RTD (PT100) calibrada en laboratorio mediante un puente de Wheatstone con un coeficiente de correlación del 98%; mientras que para medir humedad relativa fue seleccionado el sensor de referencia HIH 4000-002 cuya señal fue acondicionada mediante un amplificador AD620 y calibrado utilizando una estufa de secado, cápsulas de porcelana y peso electrónico de precisión. La medición de la luz incidente fue lograda a través de una fotorresistencia de 100kΩ alimentada a 5V y amplificada previamente.

Archivo: FA-003

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EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE EL INDICE DE REFRACCION DE MEZCLAS LIQUIDAS. Duvalier Madrid Úsuga1*, Alfonso Portacio Lamadrid1, Manuel Páez Meza2 1 2

Departamento de Física: Semillero: Física del estado líquido, Universidad de córdoba Departamento de Química: Grupo de Fisicoquímica orgánica, Universidad de córdoba * [email protected]

Resumen. Se determinó el índice de refracción de las soluciones acuosas de etanol-agua a varias temperaturas, usando un refractómetro Fisher Scientific, las muestras utilizadas para el estudio, fueron preparadas a través del método de las pesadas utilizando para ello una balanza analítica Explorer Ohaus con una incertidumbre de 1×10-4g, donde se varió la concentración de Etanol en todo el rango. Además los datos de índice de refracción se correlacionaron en función de la concentración y de la temperatura para estudiar cualitativamente las interacciones presentes en las soluciones tratadas.

Archivo: FA-004


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ESTIMACIÓN DE LOS COEFICIENTES DE ACTIVIDAD DE MEZCLAS LIQUIDAS A PARTIR DE DATOS VOLUMÉTRICOS A. Portacio1*, M.S. Páez2, L. C. Sánchez1 1 2

Departamento de Física: Universidad de Córdoba. Montería, Colombia. Departamento de Química: Universidad de Córdoba. Montería, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

Presentamos una ecuación que relaciona el volumen molar parcial de mezclas liquidas binarias con los logaritmos naturales de los coeficientes de actividad del soluto y del solvente de dicha mezcla. Esta ecuación combinada con uno de los modelos de coeficientes de actividad tales como son: Margules, Wilson, Van Laar y NRTL permiten estimar los coeficientes de actividad de mezclas liquidas binarias sólo con el conocimiento de la densidad de la mezcla en todo el rango de concentración. Además mostramos la comparación de las actividades estimadas y los coeficientes de actividad a dilución infinita para las soluciones acuosas de 1,2-butanediol, 2,3-butanediol, 1,3-butanediol, y 1,4-butanediol a la temperatura de 298.15 K. Este método de estimar los coeficientes de actividad puede aplicarse a mezclas binarias acuosas y no acuosas debido a que la ecuación que presentamos se deduce de principios fisicoquímicos.

Archivo: FA-005

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ESTUDIO TERMOGRÁFICO DE LA INFLUENCIA ELECTROMAGNÉTICA DE TELÉFONOS MÓVILES EN HUMANOS Luis Enrique Llamosa-Rincón1, María Isabel Pérez-Camacho2 1

Departamento de Física: Grupo de Electrofisiología, Universidad Tecnológica de Pereira. [email protected] 2 Estudiante de Ingeniería Física, Universidad Tecnológica de Pereira. [email protected]

Se presentan los resultados obtenidos mediante la aplicación de un protocolo diseñado para estudiar la influencia de los campos electromagnéticos (CEM) emitidos por teléfonos móviles en la variación de la temperatura corporal humana, utilizando para ello la técnica de la fotografía termográfica; se aplica el protocolo bajo la influencia de los CEM producidos por teléfonos celulares de diferentes compañías prestadoras del servicio de telefonía móvil en Colombia, teniendo en cuenta un tiempo máximo de exposición de 30 minutos, encontrándose aumentos de temperatura que van más allá de 0,1 °C los cuales se consideran nocivos de acuerdo a recomendaciones internacionales. Paralelamente a esto se presentan los resultados de las mediciones de emisión de los campos electromagnéticos producidos por teléfonos móviles, en los que se determina la intensidad del campo eléctrico, magnético y densidad de potencia, variables para las cuales se diseñaron los protocolos de medición respectivos. Se comparan los resultados obtenidos para tres compañías de telefonía móvil celular, encontrándose que los niveles de intensidad están por debajo de los valores máximos permitidos y establecidos en Colombia con base en la recomendación UIT K52 la cual a su vez se fundamenta en los límites recomendados por la ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection); finalmente se realiza un análisis de los resultados obtenidos.

Archivo: FA-006


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Análisis Teórico del Espectro EPR del Radical CO2Miguel J. Espitia R1*, Jhon H. Díaz F2,1, Ovidio Almanza M2 1

Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. 2 Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad de Nacional, Bogotá. D.C. * Autor corresponsal: [email protected]

Una de las aplicaciones de la espectroscopía EPR es la dosimetría, donde se trata de calcular la dosis de radiación recibida por un tejido a partir de la cuantificación de los radicales libres detectados en él. El fundamento de la dosimetría EPR se basa en que las radiaciones ionizantes interaccionan con el tejido mineralizado, en este coso es esmalte dental y tejido óseo, generan los radicales CO2- estables a temperatura ambiente y de larga vida cuya concentración depende de la dosis recibida. La cuantificación de estos radicales libres se hace por EPR, cuyo espectro característico consta de dos líneas, una muy intensa y otra de menor intensidad. En este trabajo identificamos teóricamente éstas dos líneas solucionando el Hamiltoniano de espín electrónico y simulando el espectro experimental. Encontramos que el espectro EPR del radical CO2- es producido por la interacción del espín del electrón desapareado con el campo magnético externo y que el radical CO2- está ubicado en una simetría local axial.

Archivo: FA-007

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Fabricación de Resistencias Eléctricas a Partir de Bentonita y Grafito O.R. Blanco* y F. Fajardo Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá-Colombia. *[email protected]

RESUMEN .

En este trabajo se presenta la fabricación y caracterización de resistencias eléctricas a partir de una mezcla de bentonita y grafito. Los materiales usados son caracterizados por medio de difracción de rayos X, dando como resultado la identificación plena del grafito y la procedencia de la bentonita utilizada. Para la fabricación de las resistencias con una geometría cilíndrica, se hizo la mezcla de las dos sustancias en polvo variando la concentración de grafito del 0 al 30 % (7 muestras). Para compactar los materiales las muestras fueron sometidas a una presión de 3.25 Ton/cm² y posteriormente se sometieron a un tratamiento térmico a 500 ºC durante 5 horas. Para fabricar los contactos eléctricos a las caras del cilindro se les aplico una capa de tintura de plata, a las que se fijaron alambres de cobre. En todo el rango de concentraciones la medida de la característica corriente voltaje exhibe un comportamiento óhmico, de donde se obtuvo el valor de la resistencia y conductividad. El valor de la resistencia se puede cambiar entre 20 KΩ y 0.5 Ω, cuando la concentración de grafito varía de 0 a 30 % respectivamente. El tratamiento térmico al que se somete las muestras aumentó el valor de la resistencia hasta en dos órdenes de magnitud, debido a cambios estructurales en la bentonita. Dentro de este rango de concentraciones de grafito, se observa que la conductividad eléctrica sigue la ley de potencias de acuerdo al modelo de percolación de sitio. Se obtiene como resultado un exponente crítico de conducción t entre 1.65~1.93 que esta acorde con los valores reportados para estructuras tridimensionales. El límite de percolación se encontró entre 0.071 y 0.076.

Archivo: FA-008


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DATACIÓN DE ESMALTE DENTAL DE RESTOS FÓSILES HUMANOS PROVENIENTES DE AGUAZUQUE Y CHECUA (CUNDINAMARCA) USANDO LA TÉCNICA DE RESONANCIA PARAMAGNÉTICA ELECTRÓNICA (EPR) Eduar Carvajal Taborda, Ovidio Almanza Montero Grupo de Física Aplicada, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia. En este trabajo se muestran las edades obtenidas al datar piezas dentales de fósiles humanos provenientes de los sitios arqueológicos Aguazuque (Soacha) y Checua (Cundinamarca) usando la técnica de Resonancia Paramagnética Electrónica (EPR). Se identificó una señal natural en el esmalte dental con factor g = 2,0025 y gǁ = 1,993 asociada con la especie paramagnética CO2¯ˉ, en ⊥

geometría axial. La dosis equivalente (DE) obtenida fue de (2,10 ± 0,10) Gy para Aguazuque y de (3,20 ± 0,08) Gy para Checua. Estos valores fueron obtenidos por extrapolación a cero de la Curva de Intensidad de las señales EPR del radical CO2¯ˉ versus dosis absorbida. La tasa de dosis media anual () obtenida para los sitios arqueológicos Aguazuque y Checua fueron de 644.86 µGy/a y 645.99 µGy/a respectivamente y fueron calculados usando espectrometría gamma y estimando la tasa de dosis cósmica en el sitio. La edad fue estimada considerando la ecuación:

t=

DE

A partir de lo anterior las edades obtenidas para los entierros de Aguazuque y Checua fueron de 3256 ± 196 años A.P (Antes del Presente) y de 5021 ± 202 años A.P. Estos resultados muestran una relativa correspondencia con los resultados estratigráficos obtenidos para estos sitios. La datación EPR promete muchas aplicaciones futuras en Colombia y puede convertirse en una herramienta vital y óptima para la datación de muestras arqueológicas de nuestro país, rica en su pasado prehispánico. Las grandes ventajas que ofrece este metodo son su disponibilidad, su bajo costo, fácil manejo y su eficiencia. Archivo: FA-009

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SINTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE GEOPOLÍMEROS APLICADOS AL CONCRETO Claudia González1*, A. M. Montaño1,2, D. Castro2 1

Grupo de Investigación en Materiales “GIM” Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Pontificia Bolivariana, Seccional Bucaramanga. A.A.2932, Bucaramanga, Colombia. 2 Escuela de Química, Universidad Industrial de Santander, A.A. 678, Bucaramanga, Colombia *claus_gon @yahoo.com / [email protected]

Resultados obtenidos de sintetizar y caracterizar estructural y eléctricamente geopolimeros a partir de la activación alcalina de los aluminosilicatos: piedra pómez y ceniza volante. Para la síntesis se usaron el Hidróxido de Sodio (NaOH) y el Silicato de Sodio (Na2SiO3) como agentes oxidantes. La caracterización estructural fue realizada con difracción de rayos-x y espectroscopia de infrarrojo. Los geopolimeros fueron adicionados al concreto y se determinó la resistencia a la compresión a 7, 14 y 28 días. Finalmente, los resultados obtenidos fueron comparados con mezclas patrón (concreto de Cemento Portland), observándose que características cementantes de los geopolimeros afectan considerablemente la resistencia del concreto.

Archivo: FA-010


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SISTEMA EMBEBIDO PARA EL MONITOREO DE CONCENTRACION DE O2 Y CO2 DISUELTOS EN AIRE J. J. Cabrera-López1*, A. Mejía-Tobar1 1

Departamento de Automática y Electrónica: Grupo de Ingeniería Biomédica, Universidad Autónoma de Occidente *[email protected]

RESUMEN

.

La medida de la concentración de un gas es útil y necesaria en diferentes áreas de aplicación tales como monitoreo medio ambiental, medicina, rendimiento deportivo, ingeniería de alimentos, control de procesos, investigación, entre otras. Generalmente, este tipo de medidas requieren de laboratorios y equipos especializados cuyos costos de operación y mantenimiento son elevados, además, las medidas no se realizan en campo o in-situ. Con los avances en ciencia y tecnología de materiales, nuevos y mejores transductores semiconductores para diferentes gases se han desarrollado. Este trabajo presenta el diseño de un sistema embebido para el monitoreo de la concentración de oxígeno y dióxido de carbono disueltos en aire. El sistema acondiciona y procesa las señales de transductores semiconductores para oxígeno, dióxido de carbono y temperatura, muestra en pantalla LCD las medidas respectivas, las almacena en una tarjeta de memoria SD y opcionalmente se puede enviar a un computador para visualización gráfica. El sistema ha sido implementado utilizando un circuito de señal mixta, PSoC, logrando que este sea transportable, del tamaño de una mano y con lista de componentes (BOM) reducida. El sistema ha sido ajustado utilizando un capnógrafo CritiCare Poet IQ 602 y gases de referencia.

Archivo: FA-011

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PREDICCION DE LA CURVA DE DESTILACION DE LOS FONDOS DE VACIO DE CRUDOS COLOMBIANOS USANDO ESPECTROSCOPIA FOTOACUSTICA CON TRANSFORMADA DE FOURIER EN EL INFRAROJO MEDIO MEDIANTE ANALISIS QUIMIOMETRICO

S. Parra-Picón1*, RUIZ, J. A. O, E. Mejía-Ospino1, R. Cabanzo1 Escuela de Física: Laboratorio de Espectroscopia Atómica y Molecular (LEAM)1 Universidad Industrial de Santander *[email protected]

. Los fondos de vacío son residuos obtenidos del resultado de los procesos de destilación al vacío de los fondos atmosféricos del crudo. En la actualidad se han llevado a cabo estudios enfocados en el aprovechamiento de los fondos de vacío para producir combustibles ligeros y otros productos. Durante este estudio se tomaron espectros de fotoacústica FTIR-PAS de fondos de vacío de crudos Colombianos usando una velocidad de scan de 2.2 KHz, número de scans de 128 scans/muestra y una resolución de 8 cm-1, como parámetros de operación para predecir su curva de destilación. La distribución de los puntos de ebullición fue determinada según la norma ASTM D7169-05 y correlacionada con las intensidades espectrales mediante regresión de mínimos cuadrados parciales (PLS). Se obtuvo buenos valores de correlaciones del modelo predictivo para la distribución de los puntos de ebullición, demostrando la potencialidad de la espectroscopía FTIR-PAS en el análisis rápido, económico, y no destructivo del material a analizar.

Archivo: FA-012


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Algoritmo de conexión de un microcontrolador a un servidor TCP por GPRS a través de la red celular GSM Fabio Vega Nieto Grupo de Óptica e informática, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia. [email protected]

RESUMEN En este articulo de describe detalladamente el algoritmo de conexión de datos a un servidor TCP (Protocolo de Control de Transmisión modelo TCP/IP), Utilizando el modulo GPRS/GSM WISMO228, un PIC18F452, un pantalla táctil, una LCD 4x20. El Microcontrolador PIC18F452 Configura por medio de comandos AT vía serial a una velocidad de 9600 baudios al modulo WISMO228, configurándole el STACK TCP/IP, el proveedor de servicio (APN), la IP y puerto de Conexión al servidor TCP. Logrando una conexión de datos Serial transparentes entre el PIC18F452 y el servidor TCP. Este algoritmo fue implementado en un prototipo de asignación automáticas de carreras a taxi por ubicación GPS y comunicación GPRS a través de la red celular GSM. El algoritmo se encuentra actualmente desarrollado e implementado.

Archivo: FA-013

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PROTOTIPO DE CONTROL UNIVERSAL INALÁMBRICO DE APARATOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS PARA DISCAPACITADOS Fabio Vega Nieto Grupo de Óptica e informática, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia. [email protected]

RESUMEN Se desarrollo un prototipo de control universal inalámbrico de aparatos electrónicos a bajo costo con un microcontrolador PIC16F628A [2] con módulos externo Transmisor de RF, otro PIC16F877A con Modulo de recepción RF sintonizados a una frecuencia de trabajo de 433Mhz banda libre. Se utilizado el módulo interno del microcontrolador USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) para el envió y sincronización de tramas serial de datos por radio frecuencia. El prototipo esta Especialmente diseñados para brindar una herramienta de control a discapacitados para el encendido y apagado de las luces, ventiladores, lámparas etc. Como también mejorar el confort, cálida de vida con productos demóticos de uso común. Todo el programa del microcontrolador esta optimizado por interrupciones, macro-funciones y está escrito en MPLAB 8.4 El prototipo se encuentra actualmente terminado. Palabras claves: Control Inalámbrico de aparatos eléctricos, microcontrolador PIC16F628A, módulos de Radiofrecuencia

Archivo: FA-014


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Máquina para la realización de circuitos impresos a bajos costo por el método de transferencia térmica Fabio Vega Nieto Grupo de Óptica e informática, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia. [email protected] RESUMEN En este articulo de describe detalladamente la construcción de una máquina para la realización de circuito impreso (PCB) de una y dos capas, por el método de transferencia térmica. Controlado por un microcontrolador PIC16F628A, interfaz de potencia TRIAC BTA136, Resistencia de potencia para la generación de calor, sensor térmico de resistencia variable por temperatura. El firmware del microcontrolador fue desarrollador en macros de asembler y compilado en MPLAB 8.4. El prototipo se encuentra actualmente desarrollado e implementado. Palabras claves: Maquina par fabricación de PCB, PIC16F628A, Transferencia Térmica

Archivo: FA-015

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ADQUISICIÓN DE DATOS USB 2.0 CON MATLAB Y PIC18F2550 Fabio Vega Nieto Grupo de Óptica e informática, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia. [email protected] RESUMEN Se desarrollo una tarjeta para adquision de datos por USB (Universal serial Bus) 2.0 controlada por un PIC18F2550 de microchip. La tarjeta permite la medición en tiempo real de variables físicas como temperatura, porcentaje de humedad relativa y luz ambiente. Se emplearon sensores HIH-4000-002 como transductor de humedad a voltaje, LM35 de temperatura a Voltaje, LX1972IBC de luz ambienta a voltaje. El programa del microcontrolador fue realizado en CCS de Hitech tecnlogy. Se desarrollo una interfaz GUI (interfaz grafica de usuario) en programada en MATLAB 7.9 la cual se comunica con la tarjeta a través de la librería mpusbapi.dll de microchip que permite la comunicación USB con el microcontrolador. La tarjeta de adquisición y la interfaz GUI de MATLAB se encuentra actualmente terminado.

Archivo: FA-016


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Arrancador suave para motores trifásicos Fabio Vega1, Fernando Ochoa2, Willian Perez2. 1 Grupo de Óptica e informática, Universidad Popular del Cesar, Valledupar 2 Estudiantes Ingeniería Electrónica, Universidad Popular del Cesar, Valledupar [email protected] RESUMEN En este artículo se presenta el diseño y construcción de un prototipo arrancador suave de motores trifásico a través de circuito PIC1F628A, con dos Botones (encendido y apagado), interfaces de potencia SCR (IRKT91 de International rectifier) para control de potencia por fases en el encendido de motores. Aumentando de vida útil del motor, dispositivos electrónicos de control, disminuyendo costos mantenimiento y reducción de corriente nominal de encendido.

Archivo: FA-017

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CARACTERIZACIÓN ESPECTRAL DEL PROCESO DE FUSIÓN DE FIBRA ÓPTICA Fabio Vega1 ,2 Cesar Torres2, Lorenzo Mattos2. 1Ingeniero electrónico, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia. 2 Grupo de óptica e Informática, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia. [email protected], [email protected] RESUMEN En este trabajo se pretende caracterizar espectralmente el proceso de fusión de fibras ópticas para determinar el estado de la fusión, aplicando leyes de la física óptica al descomponer la luz en todo su espectro. El prototipo constara de un prisma para descomponer la luz, un video cámara para capturar la secuencia de imágenes durante el proceso, una herramienta computacional MATLAB para realizar todo el proceso de análisis y filtrado de los frames de imágenes capturados.

Archivo: FA-018


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Modulo entrenador de refrigeración NO-FROST Fabio Vega1, Jaider Solano2, Jennifer Beltran2. 1 Grupo de Óptica e informática, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia. 2 Estudiantes Ingeniería Electrónica, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia. [email protected] RESUMEN Se desarrollo un prototipo entrenador de refrigeración NO-FROST, a través de un microcontrolador PIC16F877A, interfaces de potencia con relés, sensor de temperatura LM35 a full rango, sensor de presión PTB210, comunicación serial con el computador para manejo del prototipo desde el PC. El modulo permite congelar por una hora o dos horas y modo conservación con set point de temperatura ajustables, descongelar por resistencia y gas caliente. El prototipo está diseñado para la enseñanza de alumnos de técnicos en refrigeración de SENA Valledupar-Colombia, el modulo se encuentra finalizado e implementado.

Archivo: FA-019

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Prototipo de asignación de carreras a taxis por ubicación GPS y Conexión GPRS a través de la red celular GSM

Fabio Vega Nieto Grupo de Óptica e informática, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia. [email protected] RESUMEN Se desarrollo un prototipo de asignación de carreas a taxis, según la ubicación de las taxis disponibles y las carreras de destino por asignar. Se utilizo un modulo GPS A1029B [1]. Para ubicación satelital del móvil, un chip GSM/GPRS WISMO228 [2]. Para la conexión TCP cliente a un servidor TCP [3]. A través del protocolo GPRS y conexión a una red de dispositivos móviles celular GSM, un Microcontrolador PIC18F452 [4] para el control de todo el sistema. El prototipo se encuentra terminado e implementado.

Archivo: FA-020


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Obtención experimental de la longitud de onda de láseres comerciales Fabio Vega1, Cesar O. Torres1, Lorenzo Mattos1,Carlos F. Buelvas2, Rafael V. Nuñez2 1 Grupo de Óptica e informática, Universidad Popular del Cesar, Valledupar 2 Estudiantes Ingeniería Electrónica, Universidad Popular del Cesar, Valledupar [email protected], [email protected]

RESUMEN Este artículo se presenta un procedimiento experimental para la obtención de longitud de onda de láseres comerciales con landa desconocidos, a través de dos métodos. Con una rendija de separación de 560 líneas por milímetro, un plano de observación y aplicando la ley de Bragg y óptica de Fourier, el segundo método a través de un laser 1125P de la empresa Newport con longitud de onda conocida. Estos procedimientos permiten obtener con exactitud la longitud de onda del laser desconocido, caracterizándolo para usos posteriores.

Archivo: FA-021

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MÉTODO DE FABRICACIÓN DE FIBRAS TAPERED

Fabio Vega1 ,2 Cesar Torres2, Lorenzo Mattos2. 1Ingeniero electrónico, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia. 2 Grupo de óptica e Informática, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia. [email protected], [email protected] RESUMEN En este artículo se presenta un método para fabricación de fibras tapered, por medio de elongación por la combinación de calentamiento con antorcha de butano y estiramiento controlado, reduciendo el diámetro de la fibra multimodo de 100µm a 10 µm, el desplazamiento se realiza a través de motores Paso a Paso bipolares, con un driver L293B y un Microcontrolador PIC16F628A para el control del movimiento. Los resultados son vistos en el microscopio y con una regla micrométrica de 2.5µm de separación para calcular el diámetro de la fibra. .

Archivo: FA-022


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CONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DE UNA MUFLA DE LABORATORIO PARA CARBONIZACIÓN DE MUESTRAS DE GUADUA J. A. Villada-Tapias1,*, N. A. Echeverry-Montoya1, J. J. Prías-Barragán1,2, H. ArizaCalderón1 1

Laboratorio de Optoelectrónica, Universidad del Quindío, A. A. 2639, Armenia 2 Programa de Tecnología en Electrónica, Universidad del Quindío, Armenia * [email protected]

Presentamos el diseño, la construcción y la automatización de una mufla de laboratorio para la carbonización de muestras de Guadua. En el análisis, diseño y construcción de la mufla de laboratorio, se utilizó la teoría clásica de control moderno y una configuración básica de sistema de instrumentación electrónica, para la medición de la variable temperatura. Se realizó el modelamiento matemático del comportamiento térmico de la mufla construida en este trabajo, obteniéndose el comportamiento dinámico del sistema y los parámetros teóricos para la sintonización del controlador. Se implementó el controlador PID ATR241 de la marca Pixsys y relés de estado sólido en los circuitos electrónicos de potencia eléctrica. La variable temperatura en el interior de la mufla y en el reactor de pirólisis fue registrada empleando termocuplas tipo K, consiguiéndose medir la temperatura tanto en el interior de la mufla como en el reactor de Pirólisis, obteniéndose un perfil de temperatura con constante de tiempo de 3.164 s, coeficiente de amortiguamiento de 0.158 y un error de estado estacionario ± 2 °C. Se elaboró una herramienta de visualización de la variable temperatura en el software LabVIEW 8.2, facilitando la administración de la información. Finalmente, se logró construir y automatizar una mufla de laboratorio de 3.000 Watios de potencia, con capacidad de generar una temperatura máxima de 800 ºC, de bajo costo y alta calidad, que optimizan el tiempo de vida útil, la fiabilidad de operación y un racionamiento del consumo energético.

Archivo: FA-023

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AUTOMATIZACIÓN DE LA TÉCNICA DE FOTOACÚSTICA PARA LA CARACTERIZACIÓN TÉRMICA DE LA GUADUA angustifolia KUNTH

J. A. García-Giraldo1*, N. A. Echeverry-Montoya1, J. J. Prías-Barragán1,2, H. ArizaCalderón1 1


En este trabajo presentamos los resultados obtenidos de la implementación y la automatización de la técnica de fotoacústica (FA), la cual es usada para la caracterización térmica de materiales orgánicos tales como la “Guadua angustifolia Kunth”, y el café, entre otros. Se realizó el análisis, el diseño y la caracterización de la celda fotoacústica abierta, tomando como base el modelo de Rosencwaig y Gersho (RG), el cual utiliza el mecanismo de difusión térmica, como el principal mecanismo para producir la señal fotoacústica (FA). De la caracterización de la celda FA abierta, se encontró que la mejor respuesta del sensor se obtiene empleando un capacitor de 10µF en el acople de impedancias. En la implementación de la técnica de FA, se logró controlar la frecuencia del cortador mecánico de luz, empleando el puerto de salida TTL del amplificador Lock-in SR830 de la empresa Standford Research; además, la sintonización de la señal de referencia se hizo empleando la frecuencia interna del amplificador Lock in, lo cual contribuyó a disminuir costos de implementación debido a que no se requirió de una tarjeta GPIB. El software se elaboró en LabVIEW 8.5 de la empresa National Instruments, lográndose una herramienta de visualización y de almacenamiento de datos. Asimismo, se presentan valores promedio de la difusividad térmica de partes del culmo de la Guadua y el análisis estadístico de la medida.

Archivo: FA-024


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DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE ADSORCIÓN EN MATERIALES POROSOS POR MEDIO DE LA TÉCNICA DE PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES C. F. Rivillas-Nieto1, J. J. Prías-Barragán1,2,*, H. Ariza-Calderón1 1


En este trabajo se presenta la determinación de la capacidad de adsorción en materiales porosos, por medio de la técnica de procesamiento digital de imágenes de soluciones de azul de metileno ((dimethylamino)-phenothiazin-5-ium cloruro). La capacidad de adsorción se determinó empleando procedimientos de adsorción de moléculas de azul de metileno en carbón activado. Para la variable física a medir, se construyó una configuración básica de sistema de instrumentación electrónico, empleando una cámara digital de 5.0 Mega pixeles. Utilizando el entorno gráfico del software MATLAB versión 2008a, se elaboró una herramienta de software para el procesamiento digital de las imágenes. Se propone un algoritmo optimizado para el análisis de las imágenes de azul de metileno y el cálculo de la capacidad de adsorción. La calibración del sistema de medida propuesto, se logró empleando un espectrofotómetro UV-Vis 8453 HP con arreglo de diodos, el cual permitió una regresión lineal de 0.99975. Asimismo, se presenta el equipo electrónico construido y la metodología de medición, para la determinación de la capacidad de adsorción en materiales porosos.

Archivo: FA-025

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SISTEMA EN CHIP PARA EL CÁLCULO DE ÁNGULOS ENTRE UNIONES BASADO EN ACELEROMETROS MEMS A. Caballero1, E. B. Rodríguez-Denis1, J. J. Cabrera-López1* 1

Departamento de Automática y Electrónica: Grupo de Ingeniería Biomédica, Universidad Autónoma de Occidente *[email protected]

RESUMEN

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Este trabajo presenta el diseño, implementación y validación de un sistema embebido en un chip para el cálculo de ángulos entre uniones o articulaciones. En este caso, utilizando acelerómetros MEMS y circuitos de señal mixta PSoC, se implementan los algoritmos CMR (Common Mode Rejection) y DCMR (Distributed CMR), con rutinas de auto ajuste para cada sensor. Los diferentes algoritmos fueron evaluados midiendo el ángulo en una articulación de un brazo robótico. Se presentan los resultados experimentales y se discuten las características del sistema desarrollado, validándolo en diferentes aplicaciones, donde la posición angular requiere ser medida.

Archivo: FA-026


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UN ELECTROCARDIOGRAFO INALAMBRICO Y GENERADOR DE FUNCIONES EN UN SISTEMA EMBEBIDO RECONFIGURABLE J. J. Cabrera-López1*, L. F. Rios2, J. A. Ruano2 1

Departamento de Automática y Electrónica: Grupo en Ingeniería Biomédica GBIO, Universidad Autónoma de Occidente 2 Estudiantes Ingeniería Biomédica: Semillero de Investigación Guía Biomédica - GBIO, Universidad Autónoma de Occidente *[email protected] RESUMEN

Un sistema embebido reconfigurable para el registro inalámbrico de la señal electrocardiográfica (ECG) y para generar las señales de prueba de electrocardiógrafos, ha sido desarrollado por los autores. Este sistema multifuncional MCI 20/11, está diseñado para ofrecer seguridad eléctrica al paciente, su fácil transporte, permitiendo su uso en brigadas médicas, cuidado en el hogar, medicina deportiva, academia e investigación, y muestras comerciales. El MCI 20/11 procesa y digitaliza las 6 derivaciones del plano frontal, y envía inalámbricamente el registro ECG a un computador para su visualización. Además, el MCI 20/11 puede ser reconfigurado para que genere señales que son utilizadas en rutinas de demostración, prueba funcional y ajuste de electrocardiógrafos. En este caso, este sistema ha sido diseñado e implementado utilizando un circuito de señal mixta PSoC, reduciendo la cantidad de componentes típicos, y por lo tanto su tamaño y consumo de potencia. Los resultados funcionales del MCI 20/11 fueron obtenidos en el Laboratorio de Bioinstrumentación de la Universidad Autónoma de Occidente y son aquí presentados.

Archivo: FA-027

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ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES ELÉCTRICAS DE POLVOS DE ARCILLA DEL MUNICIPIO DE SAN JOSÉ DE CÚCUTA

H.J. Dulcé Moreno1, G. Peña Rodríguez1, G.J.Contreras de la Ossa2 1 Grupo de Investigación en Tecnología Cerámica GITEC. Universidad Francisco de Paula Santander (UFPS) AA. 1055. Cúcuta. 2 Universidad de Pamplona (UP). Pamplona. hjdulce @bari.ufps.edu.co La resistividad y por ende la conductividad eléctrica que presenta un determinado polvo de arcilla depende principalmente de su composición, granulometría, temperatura y grado de compactación. La disminución de la temperatura y la humedad influyen en forma apreciable en la resistividad eléctrica del polvo dando como resultado un aumento de esta, en contraposición con la compactación que al aumentar la disminuye. En el presente trabajo se estudia la resistividad y la conductividad eléctrica que presentan muestras de polvos de arcilla, obtenidas de suelos arcillosos de la ciudad de Cúcuta, teniendo en cuenta los factores: temperatura, humedad medioambiental y grado de compactación. La resistividad eléctrica obtenida para las muestras está en el orden de décimas de mega-ohmios-metro, correspondiente conductividades del orden de los micro-siemens por metro; los ensayos se realizaron para un rango de temperatura de 22 ºC - 26 ºC y humedad ambiental en un rango de 50% - 70%. Las mediciones se realizaron con un Conductímetro HANNA y telurómetro METREL.

Archivo: FA-028


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ILUMINACION INDUCTIVA: UN SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA LUMIMICA EFICIENTE Y ECONÓMICO S. Patiño1, J. Hernandez2, W. Vallejo* LIFAE, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá b Departamento de Química, Universidad Nacional, Bogotá, Colombia. a

*Email del Autor correspondiente: [email protected] Abstract .

En este trabajo se realiza una completa revisión de la iluminación inductiva (referenciada como iluminación de descarga eléctrica sin electrodos). Este tipo de tecnología no está constituida por un electrodo o filamentos conductores, tampoco genera arcos de descarga como en las lámparas convencionales; este tipo de lámparas generan gran cantidad de radiación ultravioleta y visible que puede ser utilizada para optimizar y/o remplazar los sistemas de iluminación convencionales. Esta contribución contiene aspectos relacionados con sus principios físicos de operación, las ventajas, desventajas y el impacto ambiental de este tipo de tecnología al ser comparados con los métodos de iluminación tradicionales. Finalmente se hace referencia a diferentes reportes y aplicaciones que muestran la viabilidad de incorporar este sistema de generación de iluminación como sustituto y/o apoyo de los métodos tradicionales para generar energía luminica.

Archivo: FA-029

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Measurement of 238U, 232Th, and 40K concentrations in diferent regions of Colombia W. Rodríguez1*, C. Y. Lizarazo1, M. L. Cortés1, S. A. Rodríguez1, E. Mendoza2, F. Cristancho1 1

Departamento de Física: Grupo de Física Nuclear, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. 1 Centro Internacional de Física, Bogotá, Colombia. 2 Escuela de Química, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga. * [email protected]

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The natural radionuclides 238U, 232Th, and 40K are the most important gamma ray emmiters present in the earth crust and its concentration depends mainly on the processes of mineralization and geological formation that occur in nature. The determination of such concentrations is important because it allows us to determine the radiation exposure on human beings in different regions and thus monitor the dose levels recieved by the population. Taking into account the wide variety of geological structures in Colombia, we took a collection of samples both from sand beaches and high mountains systems and determined their concentration of 238U, 232Th, and 40K using a high resolution gamma spectrometry system. The results of such measurements show a variation of these concentration for the different samples that we associate with the geological formations, the soil type and the environmental conditions of the chosen regions. We also compare our results with other studies carried out in regions with similar geological conditions.

Archivo: FA-030


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MONITOREO INALAMBRICO DE DE ESTRUCTURAS

E. Franco*, C. Góngora, C. Trujillo y J. García Sucérquia Escuela de Física, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín, 050034. *[email protected]

El monitoreo de estructuras civiles, como puentes, edificios, etc. constituye un factor clave para administrar seguridad, civil e industrial. Para realizar este monitoreo se utilizan redes de galgas extensiométricas, por ejemplo, lo que implica un elaborado sistema de alambrado y potencia. En este trabajo se presenta un sistema de monitoreo inalámbrico de las estructuras que se compone de un acelerómetro y un enlace de comunicación RF. Las vibraciones mecánicas de la estructura son convertidas en señales eléctricas por el acelerómetro. Dichas señales son transmitidas vía RF a un computador para su posterior análisis. Sobre las señales eléctricas se realiza un análisis espectral por medio de una interfase de usuario realizada en el software LabView. Este análisis permite determinar el estado de la estructura por medio de la valoración de las frecuencias resonantes.

Archivo: FA-031

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MODELAMIENTO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO INTERCONECTADO D. Caucalí1, J. Hernandez1, W. Vallejo2* 1 LIFAE, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá 2 Departamento de Química, Universidad Nacional, Bogotá, Colombia.


En el presente trabajo se presenta un modelo de un sistema fotovoltaico conectado la red, que puede ser implementado ya sea en un software de programación común o en uno de simulación de sistemas eléctricos comercial. El modelo desarrollado tiene en cuenta los parámetros de entrada que influyen en el comportamiento del sistema fotovoltaico como son la radiación y la temperatura ambiente; asimismo el modelo incluye las distintas partes que lo componen como lo son los módulos fotovoltaicos (con sus respectivas características eléctricas y físicas), la conexión de éstos para formar el generador, y el tipo de inversor. Este modelo ha sido verificado por medio de la comparación de su comportamiento con los con un sistema fotovoltaico de 3.6KWp instalado en la Universidad Nacional de Colombia. Los parámetros de comparación muestran la viabilidad del modelo desarrollado.

Archivo: FA-032


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CARACTERIZACIÓN DE LA TEMPERATURA DE UN HORNO TUBULAR EN FUNCIÓN DE LA POSICIÓN J.A. Rincón1, B.Cruz1, E.A. Flórez1* 1

Departamento de Física: Grupo de Investigación en Propiedades Magnéticas y Magnetoópticas de Nuevos Materiales, Universidad Tecnológica de Pereira * [email protected]

Se caracterizó un horno tubular de Industrias Terrigeno modelo ESP serie 462, variando la posición del instrumento patrón de temperatura a partir del centro hasta el borde del tubo, con el fin de determinar la posición exacta en la que se obtienen cambios en la temperatura de 100 ºC. El proceso experimental se desarrolló utilizando un tubo de quartzo de diámetro 3 cm y longitud total de 90 cm, tomando como cero su centro donde se ubica la termocupla interna del horno y el borde a 45 cm. Los datos se tomaron en atmósfera de argón a una razón de 60 burbujas/minuto; para las medidas de posición (cada 3 cm) y temperatura se utilizó una regla patrón calibrada en 1000 milímetros y una termocupla tipo K con especificaciones de exactitud de 0.25% Tmax y una resolución de 1 ºC, respectivamente. Utilizando el análisis metrológico estándar para el cálculo de incertidumbres en medidas directas, se obtuvo que la temperatura programada permanece constante sólo en un rango de 5 cm a partir del centro y la variación de la temperatura respecto a la posición tiene un comportamiento exponencial decreciente. Con esta caracterización el horno puede ser utilizado para realizar tratamientos térmicos de materiales en volumen y/o películas delgadas que requieran una alta razón de cambio de temperatura/unidad de tiempo.

Archivo: FA-033

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PROTOTIPO PARA LA MEDICIÓN Y ESTANDARIZACIÓN DEL COLOR EN SUPERFICIES METALICAS E. A. Hernández Carvajal1, E. A. Naranjo Rincón2, J. D. Jimenez Cabezas3, W. A. Castañeda Hernández4, C. Vargas-Hernández5 Laboratorio de Propiedades Ópticas de Materiales, (POM). Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales. [email protected]

Debido a que la tecnología de los fotodetectores y emisores del tipo RGB (Red-GreenBlue) que presenta altos desempeños en cuanto a la adquisición y procesamiento de las señales obtenidas producto de los tiempos de respuesta, estos dispositivos son ampliamente utilizados en las etapas de instrumentación para la caracterización de diferentes tipos de muestras. Actualmente existe la necesidad de apropiar tecnología y reducir costos para el sector automotriz en cuanto a la caracterización de los colores usados en las superficies de los autos, es por esto que se ha diseñado un prototipo para la medición y estandarización del color en superficies metálicas de aluminio. Para la modulación y procesamiento de la señal se ha empleado la transformada de Fourier con el integrado DS PIC 30F4011, teniendo en cuenta que la superficie de referencia es el color blanco con una estandarización de 60R-20G-20B. En el diseño se empleó la compuerta lógica Not con schmitt trigger (74LS04), el LED RGB y un fotodectector PIN. La señal fue modulada mediante el oscilador 555 y direccionada a un amplificador sensible a la fase. El control y procesamiento de la señal se llevó a cabo mediante el Labview vía las respectivas tarjetas de adquisición de datos. Los colores estandarizados fueron azul, amarillo y rojo con longitudes de onda 450, 570 y 620 nm, respectivamente. El prototipo presentó un desempeño previo de 20% debido a factores tales como la dispersión de las superficies analizadas e inhomogenidades del color.

Archivo: FA-034


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MEDICION DE LA ACTIVIDAD BILOGICA EN TEJIDOS MUSCULARES BOVINOS APTOS PARA EL CONSUMO HUMANO USANDO LA TECNICA DE SPECKLE DINAMICO. J. Vilardy1*, F. Giacometto2, C. Torres2, L. Mattos2 1

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Departamento de Óptica y Optometría: Universidad Politécnica de Catalunya Departamento de Física: Laboratorio de Óptica e Informática, Universidad Popular del Cesar *Email del Autor correspondiente: [email protected]

La técnica basada en el fenómeno conocido como speckle dinámico o biospeckle es aplicada para determinar el estado de maduración y calidad del tejido muscular de un espécimen bovino apto para el consumo humano, esto analizando la actividad biológica de la muestra a diferentes temperaturas de almacenamiento. El sistema experimentalmente utilizado para la obtención de la historia temporal de un patrón de speckle de cada muestra consta fundamentalmente de: una cabina aislante térmica y lumínica, un laser de He-Ne de 10mW, el cual ilumina la muestra, una cámara con digitalizador de imágenes y un computador encargado del procesado de las imágenes capturadas usando la plataforma de programación MATLAB. Se presentan los resultados mediante una curva de actividad biológica basada en la matriz de la historia temporal de los patrones de speckle.

Archivo: FA-035

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Control de Inclinación Bidimensional Mediante Técnicas de Control Digital Implementadas en un Sistema Embebido DSPIC33FJ128MC, usando Realimentación con Acelerómetro de Estado Sólido O. Ramírez-Medina 1, A. Muñoz-Chacón 1, D. Bravo-Montenegro2* 1

Estudiantes del Programa de Ingeniería Física: Departamento de Física. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca). 2 Profesor Asociado. Departamento Física. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca). * [email protected]

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El control de inclinación o posición angular bidimensional es de gran importancia en los entornos científicos, industriales, educativos y cotidianos, debido a la necesidad de mantener de forma exacta la inclinación relativa de cierto sistema respecto a otro. En el presente trabajo se utilizan técnicas de control digital y programación de procesadores digitales de señal para realizar el control de inclinación sobre una plataforma plana con ayuda de la medición de aceleración estática. Para lograr lo anterior se dispone de un acelerómetro capaz de medir la aceleración a lo largo de 3 ejes perpendiculares entre ellos, un sistema de posicionamiento angular de dos grados de libertad, un procesador digital de señales DSPIC33FJ128MC802 y la planta a controlar, en nuestro caso una plataforma plana. Se realiza la medición de la componente paralela a la dirección de la gravedad de los ejes que componen el plano que contiene la plataforma y se usan métodos de control digital para manipular la orientación de dichos ejes del sistema físico. Se muestran resultados experimentales del desempeño del sistema y se presentan los beneficios obtenidos gracias a los métodos utilizados.

Archivo: FA-036


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IDENTIFICACIÓN DE SISTEMAS DINÁMICOS MULTIVARIABLES LINEALES E INVARIANTES EN EL TIEMPO D. Bravo-Montenegro1*, C. Rengifo Rodas 2 1

Profesor Asociado. Departamento Física: Grupo de Sistemas Dinámicos, Instrumentación y Control. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca). 2 Profesor Titular. Departamento Instrumentación y Control: Grupo de Automática Industrial. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca). * [email protected] La identificación de parámetros físicos es de gran importancia en física e ingeniería, debido a la necesidad de calcular ciertas constantes de interés, generalmente esto se hace con el diseño y ejecución de un experimento. En este trabajo se presenta una metodología para el diseño de experimentos de sistemas dinámicos multivariables lineales e invariantes en el tiempo, se muestra como obtener el modelo matemático de un sistema dinámico multivariable a partir de datos experimentales, para lograr lo anterior se dispone de un computador analógico de orden 2x2 al cual se le calcularán sus parámetros (resistencias, condensadores) por medio de métodos de identificación multivariable.

Archivo: FA-037

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Control Digital de posición RST para un Servomotor DC utilizando un Procesador Digital de Señal F. Naranjo-Gómez 1, M. Delgado-Sánchez 1, D. Bravo-Montenegro2* 1

Estudiantes del Programa de Ingeniería Física: Departamento de Física. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca). 2 Profesor Asociado. Departamento Física: Grupo de Sistemas Dinámicos, Instrumentación y Control. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca). * [email protected]

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El control de posición es de gran importancia en los entornos científicos, industriales, educativos y cotidianos, debido a la necesidad de mantener de forma exacta la posición angular de un sistema físico. En el presente trabajo se utilizan técnicas de control digital y programación de procesadores digitales de señal para realizar el control de posición de un servomotor DC, utilzando un encoder y un procesador digital de señales DSPIC33FJ128MC802. A través de dinamicas de seguimiento y regulación, el control RST de posicion para un servomotor dc fue implementado con el fin de observar ventajas como la reduccion del esfuerzo de control en la planta, la velocidad de respuesta del sistema y reduccion del sobrepaso de señal ante los cambios en la entrada del sistema .Se muestran resultados experimentales del desempeño del sistema y se presentan los beneficios obtenidos gracias a los métodos utilizados.

Archivo: FA-038


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Control Digital de Velocidad de Flujo de Aire generado por una Turbo maquina Tipo Bomba D. Fernández-España 1, J. Mora-Fernández 1, D. Bravo-Montenegro2* 1


Los túneles de viento son ideales para obtener la dinámica de los aeromodelos a escala, en este se llevó a cabo el control de velocidad de flujo de aire generado por una turbomáquina tipo bomba axial, que puede ser utilizada en un túnel de viento. El control de dicho sistema se realizó mediante la implementación de un controlador RST, teniendo en cuenta tanto el modelo físico como experimental. La planta (turbomáquina tipo bomba axial), junto con el controlador RST se simularon en MATLAB, con el fin de comprobar su correcto funcionamiento. Una vez se verificó el cumplimiento de las especificaciones de desempeño impuestas, se realizó la implementación y construcción del sistema. Se muestran resultados experimentales del desempeño del sistema y se presentan los beneficios obtenidos gracias a los métodos utilizados.

Archivo: FA-039

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Control Digital de Velocidad de un Moto-Reductor DC mediante un PC C. Bazán 1, D. Bravo-Montenegro2* 1

Estudiante del Programa de Ingeniería Física: Departamento de Física. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca). 2 Profesor Asociado. Departamento Física: Grupo de Sistemas Dinámicos, Instrumentación y Control. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca). * [email protected]

En este trabajo se diseña, implementa y valida un controlador digital RST para el control de velocidad den moto-reductor DC que constituirá la planta, el componente hardware del sistema estará constituido por el moto-reductor (bloque de la planta), sensor de velocidad (bloque de realimentación), puente H (bloque del actuador) y la interfaz de comunicación entre el PC y la planta a través del puerto paralelo. El componente software se desarrollara empleando herramientas de software libre, tales como, Scilab/Scicos y RTAI-Lab. El código ejecutable se genera automáticamente para Linux RTAI, una extensión de tiempo real del sistema operativo Linux, el código generado se ejecuta como un módulo del kernel en un PC estándar.

Archivo: FA-040


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Control Digital de Temperatura utilizando un Sensor Serial DS1820 X. Velasco 1, C. Uzurriaga 1, D. Bravo-Montenegro2* 1


En este trabajo se muestra el diseño de un sistema de control de temperatura mediante un sensor serial DS1820. El sistema se aproxima a uno de primer orden en el que se diseñó un control RST el cual se encarga de mantener la temperatura del fluido de una mejor manera en comparación con un control PID con el tiempo de vida del actuador disminuiría. Se muestran resultados experimentales del desempeño del sistema, se evalúan las técnicas implementadas a nivel digital y se presentan los beneficios obtenidos.

Archivo: FA-041

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Medidor de distancia Utilizando un Microcontrolador PIC16F87X y un sensor infrarrojo, para Instrumentar Electrónicamente los Ensayos y Experimentos en Laboratorios de Física Mecánica. Bernardo E. Núñez Pérez1 Jorge Gonzales coneo1, Pablo Viloria Molinares1 Francisco racedo Niebles1 Grupo de investigación Instrumentación Electrónica par medición de variables física de ensayos experimentales en los laboratorios de física Mecánica de la corporación Universitaria de la costa CUC, Barranquilla

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RESUMEN

La preocupación esencial de quienes realizan ensayos y experimentos en el laboratorio, es disponer de equipos e instrumentos que permitan hacer medidas confiables de las variable física a observar, es decir, medir con precisión y exactitud, para ello, se hace necesario tener equipos e instrumentos que permitan hacer mediciones confiables. Este trabajo tiene por objeto, presentar el diseño, construcción y calibración de un medidor de distancia. El diseñó del equipo se realizó a partir de un microcontrolador de la familia PIC16F87X y un sensor infrarrojo, el programa implementado en este diseño hace uso del convertidor análogo digital para procesar la señal proveniente del sensor y entrega información visualizable en una pantalla de cristal liquido (LCD), a este medidor de distancia se le realiza un proceso de calibración para su posterior utilización en la realización de los ensayos en el laboratorio de física mecánica. Este primer desarrollo es el inicio de un programa de instrumentación electrónica en el laboratorio de física mecánica de la Corporación Universitaria de la Costa, C.U.C.

Archivo: FA-042


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ENLACE DE COMUNICACIÓN RF DE BAJO COSTO

C. Góngora, C. Trujillo y J. García-Sucerquia Escuela de Física, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín, 050034 *[email protected]

Los sistema modernos de automatización electrónica y sensórica se soportan en enlaces de comunicación tipo inalámbrico. En el mercado se encuentran dispositivos que permiten establecer enlaces de comunicación en el rango de 315MHz a 2.4GHz ofreciendo una amplia gama de opciones y características. En sistemas soportados en microcontroladores, el mercado está mayormente orientado a utilizar dispositivos que utilizan el protocolo de comunicación Zig Bee para la comunicación inalámbrica. En este trabajo se presenta el desarrollo de un enlace de comunicación tipo RF trabajando a 315MHz a un costo 15 veces menor que el necesario cuando se utilizan dispositivos Zig Bee. El enlace presentado ofrece comunicación entre un módulo transmisor y hasta 150 módulos receptores, de forma tal que estos últimos junto con un microcontrolador pueden discriminar los datos provenientes del módulo transmisor. El sistema presenta un alcance de 40m a línea vista y una tasa de transferencia máxima de 1200 bps.

Archivo: FA-043

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SISTEMA DE MEDICION DEL MILIAMPERAJE SEGUNDO EN UN EQUIPO DE RAYOS X A. M. Gallego1, J. Morales1, G. Vargas2, J. A.Puerta1 1

Departamento de Física: Grupo de Física Radiológica, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín 2 Departamento de Física: Grupo de Instrumentación Electrónica, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín [email protected] .

El uso de los rayos x en la medicina se ha intensificado, ya sea en radiografía convencional, en fluoroscopía, tomografía y mamografía. Para garantizar la calidad de la imagen a bajas dosis es necesario realizar controles de calidad de estos equipos, una de las pruebas a ser considerada es la de la exactitud y repetibilidad del producto del miliamperaje en el tubo de rayos x y el tiempo de exposición, también llamado miliamperaje segundo (mAs). En este trabajo se muestra un sensor capaz de medir el mAs en un equipo de rayos x de manera no invasiva, para lo cual se utilizó un fotodiodo que está acoplado con un centellador cerámico, especialmente diseñado para la detección de rayos x. Se reportan las gráficas que muestran la respuesta lineal del sensor en función del mAs en el tubo de rayos x. La parte electrónica se manejó con una tarjeta de adquisición de datos interconectada a un computador en el cual mediante software se procesaron y presentaron los resultados.

Archivo: FA-044


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TRABAJO DE RESTAURACION REALIZADO A DIFRACTOMETRO DE RAYOS X DRON4. E. Rodriguez1*, V. Herrera2, L. Bolaños2 1

Grupo de Tecnologías Nucleares, INGEOMINAS Instituto Colombiano de Geología y Minería, Bogotá D.C., Colombia 2 CEADEN, Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear,La Habana, Cuba *Email del Autor correspondiente: [email protected] Resumen La difracción de rayos X es una técnica analítica que permite el estudio de muestras de origen geológico con un amplio campo de aplicaciones. Este artículo presenta los resultados de un trabajo realizado con el propósito de restaurar un difractómetro de rayos X modelo DRON4. Además de la sustitución de varios componentes defectuosos para restablecer la funcionalidad del equipo, también se hicieron cambios a la electrónica original del mismo y se incorporó una tarjeta universal de adquisición de datos para automatizar el proceso de adquisición del difractograma. Como resultado se logro recuperar el equipo con su completa funcionalidad y se desarrolló un software de aplicación para la adquisición y almacenamiento de datos. El programa fue desarrollado en plataforma LabView y los archivos de salida se conformaron en un formato compatible con programas de análisis y procesamiento de datos ya existentes.

Archivo: FA-045

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DESARROLLO DE UN SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS PARA LA MEDIDA DE LA CONCENTRACIÓN DE CO2 ATMOSFERICA INTRAMURAL Ramírez R. Jorge A.1*, Lizeth I. Florián L.1, Nelson L. Forero Ch.1 1


En este trabajo se describe el desarrollo de un sistema de adquisición de datos para el monitoreo de CO2 atmosférico intramural y la temperatura del ambiente. El diseño del sistema está basado en Instrumentación Virtual (IV) y emplea la plataforma operativa LabVIEW 8.6, un sistema de módulos Compact Field Point 2020 o una tarjeta de adquisición de datos USB-6008 (para su movilidad) todos estos de la firma National Instruments, en conjunto con un módulo de acoplamiento electrónico CDM4160-M00, que incluye un sensor electroquímico de referencia TGS4160 de la firma Fígaro para la detección de la concentración de CO2. Complementa el sistema de adquisición de datos un termistor y su circuito de acoplamiento electrónico para el seguimiento de la temperatura ambiente que rodea al sensor de CO2. El sistema opera desde comienzos del 2011. Se hace una descripción de los fenómenos físico-químicos del elemento sensible en presencia de CO2 que hacen posible la transducción de su concentración en una señal eléctrica, permitiendo la medición indirecta de dicho gas en el lugar. Los datos adquiridos son almacenados para su posterior análisis junto con otras variables atmosféricas monitoreadas.

Archivo: FA-046


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DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN SENSOR DE FIBRA OPTICA PARA DETECTAR IMPUREZAS EN HIDROCARBUROS (GASOLINA) POR MEDIO DE UNA FIBRA OPTICA BIFURCADA Leonardo A. Díaz M., Cesar O. Torres M., Lorenzo Mattos V. Laboratorio de óptica e informática, Universidad Popular del Cesar, Valledupar, Colombia. Email: [email protected] RESUMEN En este artículo se describe el diseño y construcción de un sensor basado en fibra óptica que permite identificar impurezas en hidrocarburos, específicamente en gasolina por medio de una fibra bifurcada, El sistema consta de un láser DI650-2.5-3 de 2.5 mW, con una longitud de onda de 650nm, una fibra óptica bifurcada (como medio óptico), un sensor óptico LX1972 para captar la señal, un PIC18F2550 para digitalizar la señal y una pantalla de cristal liquido (LCD) para la visualización de los datos obtenidos.

Archivo: FA-047

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CARACTERIZACIÓN DE MICRO-QUIROPTEROS EN LAS ZONAS RURALES Y URBANAS DE SANTADER Carlos O. Bautista 1, Edwin F. Mendoza 1,2, Milton E. Vesga1 1

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Microbiota, Universidad de Santander UDES, Bucaramanga Grupo de óptica y tratamiento de señales GOTS, Universidad Industrial de Santander UIS, Bucaramanga *Email: [email protected] RESUMEN

Los micro-quirópteros son mamíferos que utilizan las ondas mecánicas en el rango de los ultrasonidos (mayor a 20000 Hz) para su comunicación y desplazamiento. En este proyecto se analizan las señales emitidas por estos mamíferos ubicados en dos regiones la primera es la ciudad de Bucaramanga (región urbana) y la segunda son provincias aledañas (región rural) a la primera. Se determinan las diferencias en las señales emitidas por los microquirópteros mediante el uso de la transformada de Fourier; la cual nos permite trabajar en el espacio de frecuencias, en donde cualquier cambio en las señales emitidas por los microquirópteros se ve reflejado en un espaciamiento y cambios más notorios en dicho espacio. Las señales son recibidas por un cristal piezo eléctrico en donde se transforman las ondas mecánicas en señales eléctricas que son aumentadas con una etapa de amplificación. Por otra parte, las ondas son visualizadas en la pantalla de un osciloscopio para su posterior análisis computacional. La parte principal de nuestro dispositivo es el piezo eléctrico el cual es cortado para trabajar en una frecuencia superior a los 20.000 Hz en donde se encuentran las señales emitidas por los murciélagos. También, este trabajo nos permite identificar la especie de micro-quirópteros que se estudian por la comparación del pico máximo de intensidad de frecuencia utilizado y por la cantidad de pulsos emitidos.

Archivo: FA-048


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Diseño, construcción y montaje de un espectrómetro de masas con analizador de tubo de tiempo de vuelo lineal

D. C. Palacio1*, R. Cabanzo1, E. Mejía Ospino1 1

Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular- LEAM, Universidad Industrial de Santander, A.A. 678, Bucaramanga, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

El concepto de espectrometría de masas es relativamente simple: una muestra es ionizada (método de ionización), los iones son separados según su relación masa-carga (analizador) y finalmente se representa gráficamente la intensidad (cantidad de iones con la misma relación masa-carga) en función de la relación carga-masa de los iones. En este trabajo se describe el diseño, construcción y montaje de un espectrómetro de masas con analizador del tipo tubo de tiempo de vuelo lineal. Como fuente de ionización se utilizó un láser Nd:YAG, con energía de pulso variable, mediante un sistema que consta de polarizador y placa /2, y longitud de onda de 535 y 355nm. El analizador es un tubo de vuelo lineal que consta de: tres placas de aceleración de los iones, cuatro placas deflectoras y una longitud efectiva de vuelo de aproximadamente 1m. Como detector de iones se usó una placa de microcanales (microchannel plate). Con el objetivo de lograr un camino libre medio adecuado de las moléculas en su recorrido, se utilizó una bomba mecánica y una bomba turbomolecular, de tal manera que se obtuvo una presión estable de 1X10-7torr. Se usó el programa SIMION versión 7.0 para simular las condiciones de operación y así establecer los potenciales óptimos de aceleración y de direccionamiento del haz de iones (placas deflectoras).

Archivo: FA-049

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Evaluación Del Desgaste Superficial De Una Broca En Acero De Bajo Carbono Modificada Superficialmente Con Iones De Nitrógeno Y Titanio Fernando Durán F.1, Ely Dannier V. Niño1,2, José Luis Herrera S.1, Hernan Garnica3 1

Grupo de Investigación en Tecnología del Plasma – GINTEP, Universidad Pontificia Bolivariana, Bucaramanga, Santander, Colombia, fernando.duran @upb.edu.co 2 Grupo de Física y Tecnología del Plasma – FITEK, Universidad Industrial de Santander, A.A. 678, Bucaramanga, Santander, Colombia, [email protected] 3 Corporación para la Investigación de la Corrosión – CIC, Piedecuesta, Santander, Colombia, hgarnica@corrosión.uis.edu.co Resumen Las piezas producidas por la industria metal-mecánica presentan problemas de desgaste, corrosión, dureza cuando son sometidas a pruebas extremas y agresivas o al uso continuo de ellas, por lo tanto se hace necesario buscar técnicas que permitan el mejoramiento de las propiedades de los materiales y una de estas técnicas es la implantación iónica tridimensional. Esta técnica tiene la ventaja de presentar un mejoramiento de la superficie ante los procesos industriales, ya que produce una capa uniforme en la superficie y subsuperficie del material. Por tal motivo se busca implementar esta técnica como un alternativa para el tratamiento superficial de herramientas de uso intensivo y en caso especial se busca establecer las ventajas que presentaría una broca recubierta frente a una broca sin tratamiento superficial como se consigue actualmente en el mercado. El siguiente trabajo de investigación pretende analizar el comportamiento de la superficie de las brocas utilizadas en taladros para perforación sin ningún tratamiento (muestra blanco) y brocas tratadas superficialmente con la implantación de iones de Nitrógeno e iones de Titanio. Una vez realizados los recubrimientos en las piezas, estas son sometidas a ensayos repetitivos en un banco de pruebas con el fin de establecer la efectividad del recubrimiento como un mecanismo de protección ante el desgaste superficial. La implantación de iones de nitrógeno e iones de Titanio en las brocas que se toman como muestras se realizan en el reactor JÚPITER (Joint Universal Plasma and Ion Technology Experimental Reactor), que se encuentra ubicado el Laboratorio de Física y Tecnología del Plasma de la U.I.S. Los parámetros que caracterizan el proceso de la implantación iónica son la energía y la dosis de iones incidentes sobre la superficie de las brocas. Una vez realizada la implantación de iones de nitrógeno e iones de titanio se hacen las pruebas de eficiencia del recubrimiento en un centro de mecanizado. Estas pruebas son repetitivas en función del tiempo con el fin de establecer las condiciones de corte y desgaste de la superficie de las brocas frente aquellas que no han recibido ningún tratamiento superficial. Archivo: FA-050


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IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE PREAMPLIFICACIÓN Y AMPLIFICACIÓN DE PULSOS CON APLICACIÓN EN ESPECTROSCOPIA DE RAYOS X Y GAMMA A. A.Velásquez1*, M. Arroyave1 1

Departamento de Ciencias Básicas, Grupo de Electromagnetismo Aplicado, Universidad EAFIT, sede Medellín, A. A 3300 *Email: [email protected]

RESUMEN En este artículo se reporta el ensamble y prueba de un sistema de preamplificación y amplificación de los pulsos que se producen cuando radiaciones ionizantes compuestas por rayos X y rayos gamma inciden sobre un detector gaseoso. El sistema está conformado por una pareja de integrados comerciales A203 y A206 que operan como preamplificador y amplificador lineal de los pulsos, respectivamente. Los integrados fueron interconectados y acondicionados dentro de un blindaje metálico que evita la amplificación de ruido electromagnético para conseguir una relación señal/ruido conveniente. El sistema fue probado irradiando el detector gaseoso con rayos X de 17.4 keV emitidos por un tubo con ánodo de Molibdeno (línea Kα), posteriormente el sistema fue probado acercando una fuente del radionúclido 57Co al detector de radiación, la cual emite rayos X de 6.7 keV y rayos gamma de 14.4 keV. En ambos casos se obtuvieron pulsos unipolares con perfil gaussiano en la salida del amplificador lineal, cuyas amplitudes fueron cercanas a 1.0 V para los rayos X y a 2.0 V para los rayos gamma. Los espectros de altura de pulsos obtenidos en el segundo experimento mostraron que el sistema permite reconocer perfectamente los rayos X y los rayos gamma emitidos por la fuente de 57Co y discriminarlos apropiadamente para aplicaciones espectroscópicas, entre ellas espectroscopia Mössbauer. Los detalles del diseño y pruebas del sistema se presentan a lo largo del artículo.

Archivo: FA-051

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STUDY OF GAMMA BACKSCATTERING IN SOIL LAYERS WITH DIFFERENT THICKNESS AND WATER CONTENT J. Gómez-Muñoz1,*, M. L. Cortés1,2, F. Cristancho1,2 1

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia. 2 Centro Internacional de Física, Bogotá, Colombia. * [email protected]

Backscattering of gamma rays has been used to study soil properties such as porosity, hydraulic conductivity and also for the detection of objects buried in soil. These applications require the understanding of the interaction of gamma rays with soil. In this work a study of the interaction of 511 keV gamma rays with layers of soil, varying its thickness and water content, is presented. The experimental setup uses the positron decay of a radioactive 22Na source and two gamma detectors connected in fast time-coincidences. Backscattering spectra were obtained and the number of single and multiple backscattering photons as a function of thickness was analyzed. The results are compared with those previously obtained for the sand and its corresponding theoretical model [1].

Archivo: FA-052


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MODELADO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA ARQUITECTURA OPTOELECTRÓNICA PARA LA CODIFICACIÓN DE DATOS POR MEDIO DEL MOMENTO ANGULAR ORBITAL DE LA LUZ. Carlos Fernando Díaz Meza1, Cristian Acevedo Caceres2, Yezid Torres Moreno2 1

Escuela de ingenierías eléctrica, electrónica y de telecomunicaciones E3T, Grupo de óptica y tratamiento de señales GOTS, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia 2 Escuela de Física, Grupo de óptica y tratamiento de señales GOTS, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia. [email protected]

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El presente trabajo se basa en el modelado y puesta en marcha de una arquitectura optoelectrónica capaz de codificar un dato de tres bits, sobre el momento angular orbital entero específico de un haz láser de longitud de onda 532,8 nm. Luego de un breve marco teórico y una revisión sobre la estructura y diversas técnicas de generación de los haces Laguerre-Gauss, se aborda el sistema codificador, que esencialmente consta de tres componentes: un láser, un par de polarizadores lineales y un modulador espacial de luz, SLM. Se presentan las respectivas simulaciones en la plataforma Matlab 7.2® del comportamiento de la distribución de campo transversal del haz, cuando este incide sobre cada componente del codificador y en particular sobre el conjunto de hologramas generados por computador proyectados sobre el SLM. Por otra parte también se presenta el montaje experimental de la configuración propuesta y simulada, el acondicionamiento del SLM para su operación óptima en el modo acoplado y la validación teórico-experimental mediante el procesamiento de imágenes registradas con una cámara CCD de los modos con momento angular orbital definido que corresponden a los respectivos datos codificados.

Archivo: FA-053

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Archivo: FA-054


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MEDIDA SIMULTANEA DE LA POSICION Y ORIENTACION DE UN OBJETO EN EL PLANO USANDO INFORMACION DE FASE ESPACIAL Luis A. Galindo1, Camilo A. Ramirez1, Jaime G. Barrero1, Jaime E. Meneses2* 1

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Departamento de Ingeniería Electrónica, Universidad Industrial de Santander Departamento de Física: Grupo de Optica y Tratamiento de Señales, Universidad Industrial de Santander *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

En la actualidad existen procesos industriales que contemplan piezas móviles en rotación y traslación. Para su control se deben colocar transductores que se adapten al movimiento y proporcionen información precisa de posición. En el mercado existe dispositivos de medida que intentan resolver el problema. En la mayoría de los casos, la solución adoptada pasa por el empleo de varios métodos: encoders, sincros, sensores magnéticos, sensores ópticos, acelerómetros etc. Muy poco de estos dispositivos comerciales brindan la posibilidad de medir simultáneamente la posición y orientación con alta resolución. En este trabajo se muestra un procedimiento experimental que permite medir con alta resolución la posición y orientación de un objeto cuando se mueve libremente en un plano. El procedimiento se basa en el tratamiento digital de un patrón en intensidad de franjas con distribución radial, firmemente adherida a la superficie del objeto a medir. Se ha demostrado previamente que la información de fase espacial que posee un patrón de franjas puede ser empleada para determinar posiciones en el espacio. En este trabajo se desarrolla un dispositivo de medida que emplea la información en fase registrada en el patrón de franjas para calcular con precisión la posición del centro y alteraciones en la orientación de las franjas radiales. Resultados experimentales indican que para una mira de 32 franjas radiales con un diámetro de 8 cm y ubicada a 50 cm de una cámara CCD con focal 12 mm, puede medir desplazamientos del orden de 7 micras y medidas angulares del orden de 5.4x10-4 Rad.

Archivo: FA-055

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Archivo: FA-056


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EFECTO DE LA TEMPERATURA Y LA CONCENTRACIÓN DE HIDRÓXIDO DE CALCIO SOBRE LA DIFUSIÓN DE LA HUMEDAD EN EL GRANO DE MAÍZ TRILLADO DURANTE EL TRATAMIENTO TERMOALCALINO. P. Pineda-Gómeza,b,*, A. Rosales-Riverab, M.E Rodríguez-Garcíac a

Universidad de Caldas, Manizales, Caldas, A.A.357, Colombia Laboratorio de Magnetismo y Materiales Avanzados, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Colombia, Manizales, Caldas, A.A. 127, Colombia c Departamento de Nanotecnología, Centro de Física Aplica y Tecnología Avanzada, Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Juriquilla, Quréretaro, Qro, C.P 76230. México *Email del Autor correspondiente: [email protected] b

Este trabajo está enfocado a estudiar la difusión de la humedad en el grano de maíz trillado durante la cocción de los granos con diferentes condiciones de temperatura y concentraciones de hidróxido de calcio. Los valores de temperatura fueron fijadas en 60, 70, 80 y 92 ºC y las concentraciones de Ca(OH)2 en 0.10, 0.15, 0.20, y 0.25 % (g de Ca(OH)2/g de maíz). La humedad fue monitoreada con una termo-balanza en muestras extraídas a diferentes tiempos del proceso. Se obtuvo un registro del porcentaje de humedad ganada por los granos de maíz durante el periodo isotérmico de tratamiento. El ajuste de los datos experimentales fue realizado con base en la teoría de difusión de Fick teniendo en cuenta la contribución de la gelatinización del almidón, aplicando una técnica de optimización no lineal. Se obtuvieron coeficientes de difusión efectiva para la entrada de humedad en el grano de maíz entre 4.0x10-10 y 8.0x10-10 m2s-1 los cuales están de acuerdo con valores encontrados para la difusión de humedad en cereales. La rata de reacción de gelatinización del almidón siguió una cinética de primer orden con constantes de rata en rango de 1.0x10-5 a 9.0 x 10-5 y energía de activación cercana a 50 kJ/mol. Los resultados también indican que hay un fuerte efecto de las fisuras y micro-fisuras de los granos por el proceso previo de trillado que originan la heterogeneidad de los granos y de las muestras evaluadas.

Archivo: FA-057

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PROTOTIPO PARA LA MEDICIÓN Y ESTANDARIZACIÓN DEL COLOR EN SUPERFICIES METALICAS E. A. Hernández Carvajal, E. A. Naranjo Rincón, J. D. Jimenez Cabezas, W. A. Castañeda Hernández, C. Vargas-Hernández Laboratorio de Propiedades Ópticas de Materiales, (POM). Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales. [email protected]

Debido a que la tecnología de los fotodetectores y emisores del tipo RGB (Red-GreenBlue) que presenta altos desempeños en cuanto a la adquisición y procesamiento de las señales obtenidas producto de los tiempos de respuesta, estos dispositivos son ampliamente utilizados en las etapas de instrumentación para la caracterización de diferentes tipos de muestras. Actualmente existe la necesidad de apropiar tecnología y reducir costos para el sector automotriz en cuanto a la caracterización de los colores usados en las superficies de los autos, es por esto que se ha diseñado un prototipo para la medición y estandarización del color en superficies metálicas de aluminio. Para la modulación y procesamiento de la señal se ha empleado la transformada de Fourier con el integrado DS PIC 30F4011, teniendo en cuenta que la superficie de referencia es el color blanco con una estandarización de 60R-20G-20B. En el diseño se empleo la compuerta lógica Not con schmitt trigger (74LS04), el LED RGB y un fotodetector PIN. La señal fue modulada mediante el oscilador 555 y direccionada a un amplificador sensible a la fase. El control y procesamiento de la señal se llevó a cabo mediante el Labview vía las respectivas tarjetas de adquisición de datos. Los colores estandarizados fueron azul, amarillo y rojo con longitudes de onda 450 nm, 570 nm y 620 nm, respectivamente. El prototipo presentó un desempeño previo de 20% debido a factores tales como la dispersión de las superficies analizadas e inhomogenidades del color.

Archivo: FA-058


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Estudio del PMD en sistemas de Telecomunicaciones Juan Diego Zapata 1, Rodrigo Henao 2, Ana Cárdenas3* Gladys Quintero4*

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Instituto de Física: Grupo de Óptica y Fotónica, Universidad de Antioquia * [email protected]

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Facultad de ingeniería: Grupo de ingeniería y telecomunicaciones aplicadas, Universidad de Antioquia * [email protected] 4


Resumen La demanda de ancho de banda mantiene un ritmo de crecimiento exponencial, lo que presiona al aumento en la capacidad de las redes tanto en las de largo cubrimiento en distancia como en las redes metropolitanas y en la red de acceso. Mejorar la confiabilidad y el ancho de banda conduce al estudio de los múltiples fenómenos que se presentan en la transmisión por redes ópticas. El incremento significativo de la velocidad de propagación de la señal, trae consigo algunas limitantes en cuanto a su ancho de banda debido a diversos fenómenos, uno de ellos es el de la Dispersión por el Modo de Polarización (Polarization Mode Dispersion-PMD). El efecto de la PMD es producir el ensanchamiento de los pulsos ópticos transmitidos a través de una fibra óptica, ocasionando interferencia entre símbolos, y por lo tanto un aumento de la tasa de error de bits, dificultad que obliga a contar con sistemas de control de dicho efecto o compensadores. El índice de refracción y la geometría del núcleo afectan la polarización de la luz que se propaga en la fibra; los esfuerzos mecánicos, radios de curvatura excesivos o algún esfuerzo mecánico mayor que el recomendado afectan el valor de la PMD en más de un orden de magnitud, por lo cual dicha dispersión debe ser considerada como una distribución estadística de retardos. La fibra óptica es construída con un material birrefringente, la birrefringencia es la causa primaria de la PMD y se produce por una anisotropía o asimetría del medio de propagación. Cuando la luz se propaga en un material birrefringente se originan dos polarizaciones ortogonales entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación dando como resultado una dispersión temporal de la señal transmitida. Esta dispersión se traduce en tiempos de recepción de la señal, mayores o menores que el tiempo promedio de recepción que a su vez se traducen en errores de la señal recibida. La dispersión temporal puede alcanzar tan altas proporciones que el receptor no podrá distinguir la información, por lo cual se deberá medir y minimizar su efecto. Archivo: FA-059 776


UN NUEVO MÉTODO DE CÁLCULO PARA LA REACTIVIDAD EN REACTORES NUCLEARES USANDO EL MÉTODO DE HAMMING

Daniel Suescún Díaz1*, Juan Felipe Flórez Ospina2 1,2

Departamento de Ciencias Naturales y Matemáticas, Grupo de Matemática y Estadística Aplicada, Pontificia Universidad Javeriana Cali *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Se presenta un nuevo método para resolver numéricamente la ecuación de la cinética inversa para un reactor nuclear usado el método de Hamming, sin uso del histórico de la potencia nuclear y sin utilizar la transformada de Laplace. Este nuevo método converge con precisión mayor de los métodos existentes del orden h5 donde h es el paso en el tiempo de cálculo. El procedimiento es validado para diferentes formas de potencia y con diferentes pasos de tiempo. Los resultados computacionales son satisfactorios, pues indican que el método es de mejor aproximación y de esfuerzo computacional bajo comparado con otros métodos convencionales que usan el histórico de la potencia. En este trabajo, una nueva formulación es presentada para calcular la reactividad en reactores nucleares para diferentes formas de la potencia nuclear usando el método de Hamming.

Archivo: FA-060


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IDENTIFICACIÓN DE SISTEMAS DINÁMICOS MULTIVARIABLES LINEALES E INVARIANTES EN EL TIEMPO D. Bravo-Montenegro1*, C. Rengifo Rodas 2 1

Profesor Asociado. Departamento Física: Grupo de Sistemas Dinámicos, Instrumentación y Control. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca). 2 Profesor Titular. Departamento Instrumentación y Control: Grupo de Automática Industrial. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca). * [email protected] La identificación de parámetros físicos es de gran importancia en física e ingeniería, debido a la necesidad de calcular ciertas constantes de interés, generalmente esto se hace con el diseño y ejecución de un experimento. En este trabajo se presenta una metodología para el diseño de experimentos de sistemas dinámicos multivariables lineales e invariantes en el tiempo, se muestra como obtener el modelo matemático de un sistema dinámico multivariable a partir de datos experimentales, para lograr lo anterior se dispone de un computador analógico de orden 2x2 al cual se le calcularán sus parámetros (resistencias, condensadores) por medio de métodos de identificación multivariable.

Archivo: FA-061

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Control Digital de posición RST para un Servomotor DC utilizando un Procesador Digital de Señal F. Naranjo-Gómez 1, M. Delgado-Sánchez 1, D. Bravo-Montenegro2* 1


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El control de posición es de gran importancia en los entornos científicos, industriales, educativos y cotidianos, debido a la necesidad de mantener de forma exacta la posición angular de un sistema físico. En el presente trabajo se utilizan técnicas de control digital y programación de procesadores digitales de señal para realizar el control de posición de un servomotor DC, utilzando un encoder y un procesador digital de señales DSPIC33FJ128MC802. A través de dinamicas de seguimiento y regulación, el control RST de posicion para un servomotor dc fue implementado con el fin de observar ventajas como la reduccion del esfuerzo de control en la planta, la velocidad de respuesta del sistema y reduccion del sobrepaso de señal ante los cambios en la entrada del sistema .Se muestran resultados experimentales del desempeño del sistema y se presentan los beneficios obtenidos gracias a los métodos utilizados.

Archivo: FA-062


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Control Digital de Velocidad de Flujo de Aire generado por una Turbo maquina Tipo Bomba D. Fernández-España 1, J. Mora-Fernández 1, D. Bravo-Montenegro2* 1


Los túneles de viento son ideales para obtener la dinámica de los aeromodelos a escala, en este se llevó a cabo el control de velocidad de flujo de aire generado por una turbomáquina tipo bomba axial, que puede ser utilizada en un túnel de viento. El control de dicho sistema se realizó mediante la implementación de un controlador RST, teniendo en cuenta tanto el modelo físico como experimental. La planta (turbomáquina tipo bomba axial), junto con el controlador RST se simularon en MATLAB, con el fin de comprobar su correcto funcionamiento. Una vez se verificó el cumplimiento de las especificaciones de desempeño impuestas, se realizó la implementación y construcción del sistema. Se muestran resultados experimentales del desempeño del sistema y se presentan los beneficios obtenidos gracias a los métodos utilizados.

Archivo: FA-063

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Control Digital de Velocidad de un Moto-Reductor DC mediante un PC C. Bazán 1, D. Bravo-Montenegro2* 1

Estudiante del Programa de Ingeniería Física: Departamento de Física. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca). 2 Profesor Asociado. Departamento Física: Grupo de Sistemas Dinámicos, Instrumentación y Control. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca). * [email protected]

En este trabajo se diseña, implementa y valida un controlador digital RST para el control de velocidad den moto-reductor DC que constituirá la planta, el componente hardware del sistema estará constituido por el moto-reductor (bloque de la planta), sensor de velocidad (bloque de realimentación), puente H (bloque del actuador) y la interfaz de comunicación entre el PC y la planta a través del puerto paralelo. El componente software se desarrollara empleando herramientas de software libre, tales como, Scilab/Scicos y RTAI-Lab. El código ejecutable se genera automáticamente para Linux RTAI, una extensión de tiempo real del sistema operativo Linux, el código generado se ejecuta como un módulo del kernel en un PC estándar.

Archivo: FA-064


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ESTIMACIÓN DE LOS PARÁMETROS CINEMÁTICOS DE LA MARCHA HUMANA MEDIANTE EL PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DIGITAL DE IMÁGENES DE RANGO Carlos Diego Ferrin1, Dagoberto Mayorca Torres1, Leonairo Pencue Fierro1 1

Departamento de Física: Grupo de Óptica y Láser, Universidad del Cauca. cdfbdex @gmail.com RESUMEN .

En este trabajo se describe el proceso de medición indirecta de parámetros cinemáticos de la marcha mediante el procesamiento y análisis de imágenes de rango (profundidad) utilizando dispositivos compatibles con OpenNI (Proyecto de interfaz natural, PrimeSense), tales como Kinect de Microsoft y Wavi Xtion de Asus. Las imágenes de rango son matrices capturadas a una tasa de 30 Hz, cuyos valores se encuentran entre 0 y 2047, de acuerdo a la profundidad, por lo que es necesaria una calibración para obtener las medidas en unidades de longitud. Cuando se ha detectado la posición 3D de un punto de interés sobre una persona y se mide el tiempo correspondiente a cada detección, lo que se obtiene es una medida discretizada de la ley de movimiento de dicho punto; con éstas medidas es posible realizar cálculos cinemáticos tales como velocidad y aceleración medias, entre otros. La medida de los parámetros cinemáticos es de gran ayuda en los procesos de análisis de la marcha humana, que son llevados a cabo en modernos laboratorios de biomecánica, con el fin de determinar cuáles son las mejores terapias de rehabilitación física en pacientes con problemas locomotores. Entre los resultados más importantes se destaca que aunque las medidas de posición adquiridas tienen una incertidumbre máxima de 10 mm, es posible visualizar los patrones cinemáticos mediante las gráficas obtenidas y que a su vez muestran ser adecuadas como ayuda en la valoración clínica a un menor costo en lo que instrumentación metrológica se refiere.

Archivo: FA-065

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CONTROLADOR DIGITAL MULTIPROPOSITO USANDO CIRCUITOS DE SEÑAL MIXTA PSoC D. Bravo-Montenegro1*, J. J. Cabrera-López 2 1

Profesor Asociado. Departamento Física: Grupo de Sistemas Dinámicos, Instrumentación y Control. Universidad del Cauca. Popayán (Cauca) 2 Departamento de Automática y Electrónica. Grupo de Ingeniería Biomédica, Universidad Autónoma de Occidente * [email protected] El control de variables físicas es de gran importancia en física e ingeniería. En este trabajo se presenta el diseño e implementación de un controlador digital multipropósito en un PSoC CY8C27443 el cual sirve para controlar cualquier variable física de naturaleza analógica con el sensor y actuador adecuado y cuya dinámica a controlar sea la de un sistema de primer orden con retardo. Se muestran los resultados experimentales del desempeño del sistema y se presentan los beneficios obtenidos gracias a los métodos utilizados.

Archivo: FA-066


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ESTUDIO, DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DE DETECCION DE OBJETOS MEDIANTE EL METODO RESISTIVO DE PROSPECCION ELÉCTRICA Martin Mojica Benavides* y Yezid Torres Moreno** Escuela de Física, GOTS Grupo de Óptica y Tratamiento de Señales, Universidad Industrial de Santander, A.A.678, Bucaramanga, Colombia * [email protected] ** [email protected] RESUMEN La localización de objetos embebidos en un medio depende de la identificación y detección de propiedades de dichos objetos. Dentro de los métodos físicos para detección desde la superficie, están los métodos eléctricos, estos exploran los potenciales eléctricos y las propiedades eléctricas intrínsecas de los materiales a detectar, como la conductividad, la permeabilidad y la permitividad. Dentro de estos métodos se encuentran el de potencial espontáneo, el electromagnético, y el método resistivo. Este último es el que se utiliza en el presente trabajo. Luego de una breve presentación teórica y conceptual del método resistivo se muestra un montaje experimental que permite un análisis frecuencial de señales sinusoidales inyectadas en arena Ottawa 20-40 como medio homogéneo, donde se analizan experimentalmente a una escala de laboratorio las variables y características óptimas del sistema de medida de las propiedades eléctricas para poder realizar prospección en dicho medio, tales como la geometría, profundidad y material de los electrodos utilizados para la inyección y sensado al igual que la frecuencia a utilizar. Finalmente con los resultados obtenidos para los parámetros involucrados en el sistema de medida, se implementa el método resistivo de prospección eléctrica para la detección de un objeto sumergido en el medio analizado y posteriormente efectuar un análisis de los perfiles tomograficos obtenidos.

Archivo: FA-067

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FABRICACIÓN Y PRUEBA DE UN DISPOSITIVO DE ELECTROPORACIÓN A BAJOS VOLTAJES BASADO EN EL USO DE ELECTRODOS PLANOS

Garcés Hernández, S.I1*, Vargas Quiroz, G1 1

Departamento de Física: Grupo de Instrumentación Científica e Industrial, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Pulsos eléctricos con intensidades del orden de kilovoltios por centímetro y con rangos de duración entre micro a mili segundos, generan un incremento temporal de la permeabilidad de las membranas celulares, lo que conduce a la fuga de iones, escape de metabolitos, y aumento de la absorción de drogas, sondas moleculares y ADN; este fenómeno es conocido con el termino de electroporación y refleja las bases bioelectroquímicas de las membranas celulares. En este artículo se presenta el proceso de fabricación y algunos resultados preliminares de un nuevo sistema de electroporación basado en una configuración de electrodos planos. El sistema propuesto elimina el uso de altos voltajes durante la electroporación, encontrados en los equipos comerciales comúnmente usados, mejorando la tasa de supervivencia de las células después de la electroporación; además, aumenta la cantidad de células blanco y reduce el riesgo potencial asociado al uso de estos altos voltajes.

Archivo: FA-068


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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN DENSIMETRO AUTOMÁTICO BASADO EN EL PRINCIPIO DE ARQUÍMIDES.

F. Bahos - Narváez 1, G. Bacca-Bastidas2 1

Departamento de Física: Grupo de Investigación de Sistemas Dinámicos, Instrumentación y Control, Universidad del Cauca. 2 Departamento de Física: Grupo de Investigación de Sistemas Dinámicos, Instrumentación y Control, Universidad del Cauca. *Email del Autor correspondiente: fbahos @unicauca.edu.co

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En este trabajo se presenta el modelado, caracterización e implementación de un sistema automático para el proceso de medición de la densidad de un material sólido más denso que el agua, utilizando como sensor un transductor inductivo diferencial de variación lineal (LVDT). Este dispositivo es un medidor de posición que debido a sus propiedades electromagnéticas obtiene un potencial de salida diferencial dependiente del movimiento del núcleo ferromagnético, el cual cambia la permeabilidad del medio a través de bobinas. Basado en la ley de Hooke y el principio de Arquímedes se determina una relación de la posición con respecto a la masa y al volumen del cuerpo debido a la fuerza de empuje, se obtiene en el sistema la densidad del material independientemente de su forma geométrica. La densidad del material medida es visualizada en un LCD y transmitida por comunicación USB tipo Bulk.

Archivo: FA-069

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Oscilaciones diurnas en corrientes marinas en la plataforma continental interna de Cartagena de Indias, costa Caribe de Colombia, Sur America Mauro Maza1 1

Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad del Norte

Oscilaciones diurnas fueron encontradas en corrientes medidas en la plataforma continental interna de Cartagena de Indias en el Caribe Colombiano, entre 20 y 8 metros de profundidad. Estas oscilaciones fueron estudiadas utilizando análisis espectral, análisis de armónicos, transformada wavelet, demodulación compleja, y evaluación de la ecuación de conservación de momentum usando un método numerico. Una contribución menor de la marea especialmente a través del armónico K1 es encontrada en las oscilaciones. Las corrientes están principalmente relacionadas con esfuerzo de viento en superficie debido a brisas marinas de periodo diurno. Durante la estación seca (Diciembre-Abril) las brisas diurnas alcanzan su máxima amplitud, tienen baja variabilidad en fase y sentido de rotación y en la plataforma interna se desarrollan en respuesta corrientes diurnas con fase poco variable con muy pequeñas variaciones a lo largo de la columna de agua. En la estación de lluvias (Mayo-Noviembre) las brisas diurnas tienen menor amplitud y exhiben continuas variaciones de fase, sentido de rotación y orientación del eje principal, desarrollándose entonces corrientes diurnas débiles y más variables fase. Un modelo idealizado que considera esfuerzo de viento, fricción de fondo y efecto de Coriolis es capaz de reproducir las principales propiedades de las corrientes diurnas observadas.

Archivo: FA-070


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EVALUACIÓN DE LA ESTABILIDAD QUÍMICA DEL IBUPROFENO EN MEZCLA CON EXCIPIENTES TÍPICOS, USANDO ANÁLISIS TÉRMICO Y CROMATOGRAFÍA LIQUIDA DE ALTO DESEMPEÑO S. De los Reyes1, A Escobar2, E. Ortiz1* 1

Facultad de Ciencias Básicas: Grupo Física de Materiales, Universidad del Atlántico 2 US Generics program sofgen PROCAPS S. A. *[email protected]

El estudio de la estabilidad química de principios activos en mezcla con excipientes para la fabricación de medicamentos es esencial en la industria farmacéutica. Esta investigación recurre al uso de las técnicas de caracterización complementarias calorimetría diferencial de barrido, DSC, y cromatografía líquida de alto rendimiento, HPLC, para determinar la estabilidad química del ibuprofeno en mezcla con algunos excipientes comúnmente usados en la fabricación de tabletas: lactosa monohidrato, celulosa microcristalina y estearato de magnesio. Después de haber sometido las mezclas a un tratamiento isotérmico durante tres meses a una temperatura controlada de 40 ± 2 °C (a una humedad relativa de 75 ± 5 %) y de comparar los resultados con los correspondientes a las mezclas no tratadas térmicamente, se concluye que el ibuprofeno es químicamente estable con todos los excipientes involucrados, al menos durante tres meses. Sin embargo, en la mezcla con el estearato de magnesio se encontró instabilidad química de la impureza J del ibuprofeno con este excipiente.

Archivo: FA-071

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Ubicación de posibles destellos Gamma en la red de repositorios LAGO y posterior procesamiento de datos en busca de GRB. Calderón R. 1,2,4, Núñez L. A.1,2,3,4**, Hernández H. 1,2,3***, Sanabria J. D.2,4****, Sarmiento C. A. 1,2,4, Suarez M. 1,2,4, Torres L.1* 1 Grupo Halley, de Astronomía y Ciencias Aeroespaciales Universidad Industrial de Santander Bucaramanga, Colombia 2 Grupo de Investigaciones en Relatividad y Gravitación (GIRG) Universidad Industrial de Santander Bucaramanga, Colombia 3 Centro Nacional de Cálculo Científico, Universidad de Los Andes, (CECALCULA) Corporación Parque Tecnológico de Mérida Mérida, Venezuela 4 Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander Bucaramanga, Colombia *[email protected] **[email protected] ***[email protected] ****[email protected] En este trabajo se presenta un reporte preliminar del desarrollo de una plataforma computacional para la detección de destellos de Rayos Gamma, GRB con detectores de agua Cherenkov de la colaboración LAGO (Large Aperture Gamma Ray Burst Observatory). A través de esta plataforma se accede a las base de datos de los detectores de Rayos Gamma proveniente de varios observatorios satelitales (GLAST, Fermi, HETE-2 Integral, Konus-Wind, SuperAgile, Suzaku y Swift). A partir de esta información (tiempo y ubicación en el cielo) se determna las instalaciones de LAGO donde se pueden haber registrado estos destellos. Luego se identifican los posibles registros de datos en la red de repositorios donde deberían estar presentes estos destellos. Finalmente, se propone un método para el procesamiento de datos explorando su complejidad, buscando extraer la naturaleza física involucrada en estos fenómenos a través de algoritmos genéticos y de computación inteligente. Se generan señales correspondientes a GRB sintéticos a partir de simulaciones de cascadas de partículas en la atmósfera. Posteriormente se caracterizan los datos que representan el ruido de fondo a partir de la complejidad, la entropía y la Energía Libre de Hemholtz y, de esta manera, entrenamos una red neuronal que nos permite identificar los GRB obtenidos en las distintas instalaciones LAGO. Archivo: FA-072


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APLICACIÓN DE TÉCNICAS DE TRANSFORMADA DE FOURIER PARA EL RECONOCIMIENTO E IDENTIFICACIÓN DE MARCAS DE GANADO Armando Brito Criado1, Oscar Neira Bueno2 1 Departamento de Física, Grupo de Espectroscopia, Óptica y Laser, Universidad Popular del Cesar 2 Departamento de Física, Grupo de Espectroscopia, Óptica y Laser, Universidad Popular del Cesar, Valledupar [email protected] RESUMEN En Colombia, Las marcas y señales, como mecanismos de identificación del ganado, son prácticas de identificación largamente extendidas en todas las regiones de nuestro País. Esta tarea realizada por algunas instituciones estatales carece versatilidad y veracidad en sus resultados debido a que es generado manualmente y bajo la inspección humana, haciéndolo lento y poco efectivo. Es por esto, que utilizando técnicas de procesamiento de imágenes como el filtrado espacial y el de frecuencia, entre otros. Buscan la adopción e incorporación de otras técnicas y tecnologías de identificación de marcas de ganado.

Archivo: FA-074

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PROCESAMIENTO DE IMÁGENES APLICADAS A LA DETECCIÓN DE MASAS EN MAMOGRAFIAS DIGITALES Armando Brito Criado1, Oscar Neira Bueno2 1 Departamento de Física, Grupo de Espectroscopia, Óptica y Laser, Universidad Popular del Cesar 2 Departamento de Física, Grupo de Espectroscopia, Óptica y Laser, Universidad Popular del Cesar, Valledupar [email protected] RESUMEN Se ha determinado que el cáncer de mamas es la segunda causa de muerte de mujeres con cáncer y la más común de todas, la mamografía es el mejor método de diagnóstico por imágenes que se dispone en la actualidad para la detección de lesiones mamarias mínimas, fundamentalmente microcalcificaciones o tumores menores a 1 cm. de diámetro, no palpables durante el examen médico. Para el experto humano es difícil proporcionar un diagnóstico preciso, por una variedad de factores, como: mala calidad de la imagen, aspecto de las lesiones benignas, factor de la fatiga ocular y especialmente la dificultad causada por la diferencia en el brillo de los objetos de la mamografía. Por esta razón, este estudio desarrollo técnicas de procesamiento de imágenes asistidas por computador, que pueden detectar regiones sospechosas y que centren la atención de los expertos humanos en un posible tumor. Estas técnicas que incluyen la reducción del área de trabajo, segmentación, reducción de ruido, realce de contraste, filtrado de forma y filtrado de frecuencia de imágenes mamográficas se probaron en un banco de imágenes que incluían 10 imágenes circunscriptas y 10 imágenes normales obteniéndose resultados satisfactorios que apuntan a posibles regiones sospechosas. Archivo: FA-075


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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN PROTOTIPO DE UNA ESTACIÓN METEREOLOGICA AUTOMATIZADA PARA EL ESTUDIO DE VARIABLES CLIMATICAS Armando Brito Criado1, Jaime Agudelo Bentham2, Oscar Neira Bueno3 1 Departamento de Física, Grupo de Espectroscopia, Óptica y Laser, Universidad Popular del Cesar 2 Departamento de Física, Grupo de Espectroscopia, Óptica y Laser, Universidad Popular del Cesar 3 Departamento de Física, Grupo de Espectroscopia, Óptica y Laser, Universidad Popular del Cesar [email protected] RESUMEN Los fenómenos relacionados con la atmosfera, el tiempo y el clima son factores ambientales que inciden de diversa manera en el desarrollo y resultado de las actividades humanas sobre un determinado territorio. En consecuencia, surge la meteorología que es la ciencia que estudia dichos fenómenos. Una de las herramientas más importantes con las que cuenta esta ciencia son las estaciones meteorológicas automatizadas, que tienen la capacidad de registrar y recolectar información de variables climáticas en forma automática y en tiempo real. Como resultado de esta investigación, se hizo el diseño y posterior construcción de una estación meteorológica que registra parámetros meteorológicos como temperatura, humedad, velocidad y dirección del viento, presión atmosférica, lluvia, entre otros, leídos por medio de sensores eléctricos. Estas lecturas son acondicionadas para luego ser procesadas mediante microcontroladores y transmitidas a través de un sistema de comunicación inalámbrico en forma automática. La estación meteorológica funciona en forma autónoma, las 24 horas, con un sistema de alimentación a través de energía solar (paneles solares) con el propósito que la universidad popular del Cesar cuente con un banco de información meteorológica disponible para su estudio y desarrollo de futuras investigaciones. Archivo: FA-076

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MODELO DE PREDICCIÓN DE PRECIPITACIONES UTILIZANDO REDES NEURONALES ARTIFICIALES

Armando Brito Criado1, Jaime Agudelo Bentham2, Oscar Neira Bueno3 1 Departamento de Física, Grupo de Espectroscopia, Óptica y Laser, Universidad Popular del Cesar 2 Departamento de Física, Grupo de Espectroscopia, Óptica y Laser, Universidad Popular del Cesar 3 Departamento de Física, Grupo de Espectroscopia, Óptica y Laser, Universidad Popular del Cesar [email protected] RESUMEN La predicción de variables hidroclimatológicas como la precipitación y los caudales hoy por hoy se ha convertido en una necesidad imperativa en los Sistemas Hidroinformáticos. Donde se estudian diferentes modelos y alternativas que puedan dar soluciones rápidas y confiables a esta resiente problemática. En este estudio se identificaron las variables y parámetros relevantes creando un banco de datos con registros horarios de temperatura ambiente, presión y temperatura de punto de rocío; como también la temperatura de bulbo húmedo y precipitación, que formaron parte del banco de datos que constituye el conjunto de entrenamiento de la red neuronal basada en aprendizaje supervisado. Obteniéndose un modelo que se puede ajustar y validar para registros provenientes de estaciones automáticas Colombianas que genera porcentajes aceptables de precisión y tiempos rápidos de respuesta que podrían servir como marco de referencia a futuras investigaciones en esta disciplina de la Hidroinformática. Archivo: FA-077


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SISTEMA AUTOMATIZADO DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN BATERIAS CONVENCIONALES, A PARTIR DE SEÑALES DC ENTRE 4 Y 12 VOLTIOS.

J. plaza1, A. Perez1, D. Vera2* 1

Profesor, Departamento de Física: Grupo de Instrumentación y metrología, Universidad del Atlántico. 2 Estudiante de pregrado, Grupo de Instrumentación y Metrología, Universidad del Atlántico. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

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En los sistemas alternativos generadores de energía, como los generadores eólicos, sus voltajes de salida presentan fluctuaciones y en algunos casos estos voltajes están por debajo del voltaje nominal de un acumulador convencional de energía eléctrica, razón por la cual la energía eléctrica captada no se puede acumular y por lo tanto se desperdicia, este no aprovechamiento representa pérdidas que en algunos casos pueden ser significativas. En este trabajo se presenta un sistema que sensa el voltaje de salida de un sistema alternativo de baja capacidad y en caso de que éste esté entre 4 y 12 voltios lo eleva hasta el valor nominal de un acumulador, de modo que se logren acumular y aprovechar estas energías, minimizándose así las perdidas energéticas. Para su construcción se recurre a elementos electrónicos comunes y de fácil adquisición.

Archivo: FA-078

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EVALUACION MAGNETICA DE CRISTALES FOTOREFRACTIVOS PARA APLICACIONES TECNOLOGICAS Nicolás Gómez1, Alberto Ciro1, Hernan Salazar1 1

Facultad de Ciencias: Grupo Gritad, Instituto Tecnologico metropolitano, Medellín

*Email del Autor correspondiente: [email protected], [email protected] RESUMEN .

Se evaluó el comportamiento magnético de varios cristales fotorefractivos. Los cristales fueron sometidos a campos magnéticos generados por dos tipos de corrientes: alterna y directa, además se sometieron los cristales al campo magnético de dos imanes permanentes. Todas estas pruebas se realizaron mientras un haz de luz de 850 y 830 nm atravesaba el cristal. De esta manera se obtuvieron las curvas de campo magnético contra intensidad luminosa y de campo magnético contra voltaje de salida.

Archivo: FA-079


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CARACTERIZACIÓN TERMICA DE CRISTALES FOTOREFRACTIVOS Nicolás Gómez1, Alberto Ciro1, Hernan Salazar1 1

Facultad de Ciencias: Grupo Gritad, Instituto Tecnologico metropolitano, Medellín

*Email del Autor correspondiente: [email protected], [email protected] RESUMEN .

Se caracterizo el comportamiento térmico de varios cristales fotorefractivos BSO y BGO de diferentes tamaños. Los cristales fueron sometidos a un campo eléctrico fijo, y se evaluó las características térmicas de los cristales en estudio. Para un mismo campo aplicado los cristales fueron sometidos a un gradiente de temperatura continuo. Todas estas pruebas se realizaron mientras un haz de luz de 850 y 830 nm atravesaba el cristal. De esta manera se obtuvieron las curvas de gradiente térmico contra intensidad luminosa y de gradiente térmico contra voltaje de salida.

Archivo: FA-080

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DOSÍMETRO DE RAYOS X PARTIENDO DE LA FLUORESCENCIA DE PELÍCULAS INTENSIFICADORAS

J.Zutta*, V. Peña, J. Morales, J.A.Puerta Escuela de Física: Grupo de Física Radiológica, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín. * [email protected] Las pantallas intensificadoras son películas fluorescentes que interactúan con fotones de rayos x, emitiendo fotones con longitudes de onda correspondientes al espectro visible en el verde. Esta emisión, es proporcional a valores dependientes del kilovoltaje y la corriente del tubo de rayos x, permitiendo crear así un medidor de exposición de rayos x. Este trabajo muestra las características de un dispositivo capaz de adquirir y relacionar datos, dependientes a la exposición a la que fue sometido.

Archivo: FA-081


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GANANCIA DE CORRIENTE DEBIDO A CAMBIOS ABRUPTOS EN LA INDUCTANCIA EN UN CIRCUITO RL Mauricio Betancur Muñoz1, Victor Hugo Camargo Suarez2, José Ignacio Marulanda Bernal2* 1

2

Departamento de Ingeniería Mecánica, Grupo de Electromagnetismo Aplicado, Universidad EAFIT, Tecnologías MARTE S.A.S., Medellín, Colombia

Departamento de Ciencias Básicas: Grupo de Electromagnetismo Aplicado, Universidad EAFIT, Medellín, Colombia *

Resumen:

[email protected]

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En este trabajo se muestra la forma en la que puede obtenerse una ganancia considerable en la corriente de un circuito RL mediante un cambio abrupto de la inductancia del mismo. Un dispositivo electromecánico es usado para relacionar la rata de cambio de la inductancia con el pico de corriente resultante a la salida del circuito. Un modelo matemático del fenómeno es propuesto y contrastado con medidas experimentales para efectos de validación, con resultados bastante satisfactorios.

Archivo: FA-082

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DISEÑO Y CARACTERIZACIÓN DE UN BANCO DE CAPACITORES PARA USO EN TÉCNICAS DE POTENCIAS PULSADAS

1

A. Carmona1*, J. Marulanda1, M. Betancur1, V. Camargo1, D. Castaño1, D. Franco1 Departamento de Ciencias Básicas: Grupo de Electromagnetismo Aplicado, Universidad EAFIT, Medellín, Colombia [email protected],

En el presente artículo se presenta la caracterización de un banco de capacitores modular respecto a su almacenamiento de energía y su respuesta a diferentes tipos de cargas externas, con el fin de identificar algunos parámetros característicos de desempeño con respecto a la energía disponible y a la posibilidad de conservar dicha energía en el tiempo. Se demuestra que la caracterización de fugas del sistema presenta una fuerte dependencia de los niveles de energía almacenados, la capacitancia del sistema y los voltajes de carga. Se muestra también cómo el comportamiento dinámico del sistema depende de la capacitancia del banco completo y de la frecuencia de trabajo. Los niveles de energía no superaron los 50 J y las capacitancias estudiadas van desde los 25 nF hasta los 40 F. La caracterización del sistema tiene como objetivo identificar los parámetros que permitan determinar la funcionalidad de este tipo de dispositivos en aplicaciones de potencias pulsadas. Diferentes configuraciones de conexión fueron usadas para evaluar cómo la energía almacenada depende tanto de los niveles de voltaje como de las formas de conexión.

Archivo: FA-083


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ESTUDIO ESTADÍSTICO DEL COMPORTAMIENTO ELÉCTRICO DE UN VIRCATOR PLANAR Víctor Hugo Camargo Suarez1*, José Ignacio Marulanda Bernal1 1

Departamento de Ciencias Básicas: Grupo de Electromagnetismo Aplicado, Universidad EAFIT, Medellín, Colombia *

Resumen:

[email protected]

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En este trabajo se analiza estadísticamente el comportamiento de la corriente para diferentes configuraciones geométricas de un vircator sometido a la descarga de un banco de capacitores. Se propone un modelo matemático del fenómeno en el que se identifican y relacionan los parámetros relevantes. Un modelo experimental es usado para establecer una relación estadística entre las variables de entrada y la corriente dentro del vircator con el fin de optimizar la potencia entregada por el dispositivo. Una vez establecidas estas relaciones, las medidas experimentales son contrastadas con los cálculos teóricos obtenidos a partir del modelo matemático para efectos de validación y posterior utilidad en futuros prototipos.

Archivo: FA-084

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CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE UN SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS PARA UN LABORATORIO RADIOMÉTRICO. Jairo Martínez1, Julián Salamanca2, Diego Julián Rodríguez3* 1,2,3

Dirección de Investigaciones: Grupo de Fuentes Alternas de Energía, Fundación Fundación Universitaria Los Libertadores *[email protected]

Se analizaron los criterios necesarios para realizar un sistema de adquisición de datos (DAQ) para un laboratorio radiométrico, teniendo como base el laboratorio radiométrico de la Fundación Universitaria Los Libertadores. Se tienen como referencia las variables de radiación global, directa y difusa, temperatura ambiente, velocidad del viento y humedad relativa. A partir de este estudio y de las directrices de la Organización Mundial de Meteorología (OMM) en cuanto a medición de variables meteorológicas, se evaluaron diferentes arquitecturas electrónicas para sistemas DAQ con el fin de aportar una solución conveniente a la hora de escoger la electrónica que permita la adquisición, transmisión y control de datos en tiempo real con el fin de alimentar los repositorios internacionales avalados por la OMM.

Archivo: FA-085


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INTERFASE PARA EL CONTROL DE TARJETA DE ULTRASONIDO Darío Segura1, Alejandro Rodríguez2 1

facultad de Ingeniería Electrónica: Grupo de Tecnologías Ultrasónicas, Universidad Santo Tomás 2 Facultad de Ingeniería Electrónica: Grupo de Tecnologías Ultrasónicas, Universidad Santo Tomás *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

En diferentes estamentos del país existe la creencia de que la industria y la academia van por caminos separados, y que además la universidad no soluciona problemas reales. Se considera que la marcada dependencia del país por la tecnología foránea tiene sus raíces en el divorcio existente entre los problemas que se resuelven en el ámbito de la industria, y los que se resuelven en la esfera universitaria. Un ejemplo de ello lo constituye el sector de los ensayos no destructivos que en Colombia es fundamentalmente de carácter técnico; esto es, personas que reciben un entrenamiento en el manejo de una determinada técnica para poderse forjar como inspectores. En el caso de los ensayos no destructivos mediante técnicas ultrasónicas, el dictamen emitido por parte del inspector está basado en su experiencia, agudeza visual e intuición. De otra parte, los equipos para inspección ultrasónica son en ocasiones como “cajas negras” de las que se ignora su funcionamiento y que suministran una información muy limitada; por ejemplo, tan solo la imagen impresa de la señal de un eventual defecto en una pieza bajo estudio. El propósito del presente trabajo consiste en dar a conocer un software desarrollado para el control 1 de una tarjeta de ultrasonido fabricada por una empresa acreditada internacionalmente , la cual se destinará a servir de referencia para establecer objetivamente la confiabilidad de un sistema de ultrasonido desarrollado por el grupo2.

Archivo: FA-086 Tarjeta OPCARD fabricada por la empresa polaca OPTEL 2 Diseño y Construcción de un Sistema de Ultrasonido para la Detección de Discontinuidades en Soldadura, Revista Colombiana de Física, vol. 41, No 1, enero 2009 1

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CONTROL DE TEMPERATURA PARA CULTIVOS CELULARES Nazly Rocio Hincapié Monsalve y Jorge García Sucerquia Escuela de Física: Grupo de Instrumentación, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín, 050034 [email protected] RESUMEN

Según su tipo, las células necesitan una temperatura óptima específica para favorecer su desarrollo. Por ejemplo, las células de animales endodérmicos alcanzan su mejor desarrollo cuando se encuentran a 37oC. Por esta razón es importante el poseer sistemas fiables de control de temperatura en ambientes donde se cultivan células. En este trabajo se presenta un sistema de control electrónico del tipo proporcional el cual permite fijar la temperatura de un volumen de 9000 cm3 en el rango de 25oC a 45oC. El sistema desarrollado permite aumentar o disminuir la temperatura del ambiente controlado a un valor seleccionado por el usuario con una exactitud de ±0.5oC. El desarrollo de este sistema de control orientado a los cultivos celulares, contribuye a aumentar el tiempo de vida de los cultivos, puesto que se reduce el número de ensayos a realizar para determinar el valor óptimo de temperatura de crecimiento del cultivo. Puesto que el sistema propuesto permite aportar o retirar calor al ambiente controlado, el controlador desarrollado puede ser aplicable a complejos sistemas biológicos que experimenten reacciones endo- y exo-térmicas.

Archivo: FA-087


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Experimental determination and full theoretical calculation of buildup in the pass of gamma-rays through matter F. Cristancho*, M. L. Cortés, L. M. Melo Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia Centro Internacional de Física, Bogotá, Colombia *[email protected]

The exponential decrease of the intensity of a beam of monoenergetic gamma rays when passing through a material of unifom density is probably one of the best known and more often applied physical laws when dealing with the applications of X and gamma rays. Its practical application is, however, in general not free of approximations which in some cases can produce erroneous results. The reason for that lies in the fact that in a real situation the exponential law is used to evaluate the gamma intensity incident on a surface separated from the gamma source by a material obstacle of a given thickness. In this geometry, buildup takes place: the gamma radiation incident on the surface is a mixture of the original monoenergetic beam and photons of lower energy originated in Compton processes both in the material as in the detector itself. It is usually not easy to evaluate the magnitude of that effect and therefore it is not known whether the approximation is valid or not. This work presents experimental results and the comparison with the theory when a 511 keV gamma beam passes through samples of sand of thicknesses up to 20 cm. The calculations exhibit clearly the geometrical origins of buildup both in the size of the obstacle as in the dimensions of the detector. Useful generalizations to other geometries and materials are easily drawn.

Archivo: FA-088

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CALCULO TEORICO Y MEDICION EXPERIMENTAL DEL CAUDAL DE SALIDA DE UNA VALVULA DE ALIVIO

H.J. Castro Estupiñan1, J.H. Díaz 1 , J.M. Flórez 1 1

Facultad de Ciencias y Educación, Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

Diversas máquinas térmicas poseen sistemas que controlan los cambios de presión en su interior con el propósito de evitar accidentes laborales y regular la presión para estabilizar las variables termodinámicas involucradas en procesos de producción. Los dispositivos, llamados válvulas de alivio cumplen de manera rigurosa este papel de reguladores de presión. En este trabajo, se muestra el diseño y construcción de una válvula de alivio, al igual; se propone una ecuación para calcular el caudal que escapa del volumen de operación del sistema, y así, conocer la pérdida del fluido o del gas contenido en el volumen de trabajo. Esta información es de vital importancia para la observancia y manejo del proceso.

Archivo: FA-089


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ANALISIS TEORICO DE LOS PROCESOS FÍSICOS INVOLUCRADOS EN UN MEDIDOR DE POTENCIA ELECTRICA, (“CONTADOR DE LUZ”)

W. Rincon1, J.H. Díaz 1, J.C. Hurtado1, J.M. Flórez 1 1

Facultad de Ciencias y Educación, Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. RESUMEN

El problema de producción y consumo autorregulado de energía en el planeta, es quizás uno de los temas de mayor importancia estratégica para la sostenibilidad del medio ambiente, por lo tanto; sensibilizar a la comunidad en esta temática es de suma importancia. Este trabajo, involucra un instrumento de medición de potencia eléctrica consumida en cada uno de nuestros hogares e industrias (“contador de luz”), y con el cual, se tiene relación cada vez que se paga la factura de energía eléctrica consumida durante el mes o período facturado. La importancia de este trabajo, radica fundamentalmente en tomar un instrumento de uso continuo y cotidiano en nuestros hogares e industrias y hacer un análisis detallado de todos los procesos físicos involucrados en este dispositivo, proponer una solución analítica que involucra los procesos mecánicos, electromagnéticos, y a la vez propiedades eléctricas y magnéticas de materiales para entender detalladamente el “conteo” de consumo de potencia eléctrica

Archivo: FA-090

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Sistema para Medidas de Propiedades de Transporte Electrónico Utilizando el Método de Van Der Pauw R. Jiménez1,2,*, H. Castro1 1

Departamento de Física: Grupo de Física de Bajas Temperaturas y Magnetismo, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá 2 Departamento de Física y Electrónica: Grupo de Materiales y Física Aplicada, Universidad de Córdoba, Montería *[email protected]

RESUMEN Se construyó un novedoso montaje de tipo modular para la realización de medidas de resistividad y coeficiente Hall en función de la temperatura en un rango desde 7 a 320 K y campos magnéticos dc desde 0 a 1 T. El sistema de medición implementado se basa en el método de Van Der Pauw y la técnica amplificador lock-in el cual permite hacer mediciones en muestras de forma arbitraria. El montaje se puede utilizar para medidas en diferentes tipos de muestras (metales, semiconductores, superconductores); en nuestro caso, se ha acondicionado para medidas en muestras de forma cuadrada de materiales superconductores, en particular, en el compuesto Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ para diferentes valores de x y δ. Aspectos relacionados con la descripción del montaje y su funcionamiento así como los procedimientos para la realización de las medidas serán presentados.

Archivo: FA-091


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ANÁLISIS DE SISTEMAS MECÁNICOS SIMPLES MEDIANTE SIMULACIONES E INSTRUMENTACIÓN BÁSICA Jorge González1 , Pablo Viloria2, Bernardo. Nuñez3, Francisco Racedo4 1

Departamento de Ciencias Básicas : Grupo de Instrumentación y Automatización,GIACUC ,Corporación Universitaria de la Costa, [email protected] 2 Departamento de Ciencias Básicas : Grupo de Instrumentación y Automatización,GIACUC ,Corporación Universitaria de la Costa, [email protected] 3 Departamento de Ciencias Básicas : Grupo de Instrumentación y Automatización,GIACUC ,Corporación Universitaria de la Costa, [email protected] 4 Departamento de Ciencias Básicas : Grupo de Matematica computacional. MATINCUC ,Corporación Universitaria de la Costa, [email protected]

RESUMEN El presente trabajo muestra como a partir del uso de instrumentación básica y de simulaciones se puede realizar el estudio de sistemas mecánicos vibratorios simples de uno o varios grados de libertad. El dispositivo empleado se fundamenta en la Ley de Faraday y es conocido con el nombre de Vibrómetro, y se utilizó conjuntamente con un osciloscopio digital, para la medición de la amplitud del movimiento. Mediante el desarrollo del trabajo se encontró que existe una relación directa entre el desplazamiento del sistema oscilatorio y el voltaje inducido en el dispositivo. Las simulaciones de los sistemas propuestos se desarrolla en el programa SIMULINK®(MathWorks).

Archivo: FA-092

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SOFTWARE PARA LA EMULACION DE LAS DINAMICAS DE UN AUTOMOTOR A TRAVES DE DATOS OBTENIDOS DE UN TESTIGO DIGITAL AUTOMOTOR

Rosero, Melo. Edison Afranio1; García. Amaya. Carlos Eduardo2 y Teherán, S. Plinio3. Ingeniero de Sistemas: Departamento de Ingeniería de Sistemas e Industrial - Universidad Nacional de Colombia - Bogotá 3 Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada - Universidad Nacional de Colombia 1 [email protected], [email protected], [email protected]

1,2

RESUMEN El grupo de Investigación en Física Aplicada de la Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá realiza investigaciones en el área de la física forense con el objetivo de solucionar problemas relacionados con choques automovilísticos; como primer avance se desarrollo un dispositivo electrónico llamado TDA el cual permite capturar aceleraciones en 3 dimensiones de las dinámicas de un automotor, siendo este un testigo confiable y de alta veracidad de los eventos ocurridos durante un accidente de transito. El presente resumen trata de un segundo proyecto que se desarrollo en base a los resultados obtenidos en la investigación, el proyecto consistió en el desarrollo de un prototipo de software que permite visualizar de una manera grafica, rápida y sencilla a cualquier tipo de persona los datos obtenidos por el TDA a través de una emulación asistida por computadora; dicho software se desarrollo con herramientas libres, cuenta con su respectiva base de datos para el almacenamiento de la información y encriptación de datos para administrar la parte de seguridad. Palabras Clave: Testigo Digital Automotor, Física Forense, Desarrollo de Software para Emulaciones.

Archivo: FA-093


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RESPUESTA TRANSITORIA DE UN SISTEMA ELECTROMECÁNICO BAJO DIFERENTES TIPOS DE CONTROL: CASO PRÁCTICO Jorge González1 , Cristian Pedraza2, Vladimir Quiroz3 1

Departamento de Ciencias Básicas : Grupo de Instrumentación y Automatización,GIACUC ,Corporación Universitaria de la Costa Universidad, [email protected] 2 Programa de ingeniería mecánica: Grupo de investigación en materiales y tecnología de fabricación ,Universidad del Atlántico , [email protected] 3 Grupo de investigación en energías alternativasy Fluidos,Universidad Tecnológica y de Boliva, [email protected]

RESUMEN Los sistemas de accionamiento rápido, como los que usan muchas maquinas de control numérico (tornos, fresadoras, taladros y otras), así como los brazos robóticos, entre otros requieren de un gran nivel de precisión y exactitud para poder ubicarse en la posición requerida en el tiempo especificado. Gran cantidad de estos equipos tienen integrados diversos sistemas de control con el fin de minimizar los errores y la pérdida de la posición del mismo. Independientemente del dispositivo empleado para realizar la acción de control, se puede hablar de tres tipos básicos de controles, aclarando que no son los únicos: El proporcional, el derivativo y el integral. En este trabajo se ilustra, mediante un caso específico, como mediante la aplicación de algunos principios de la física, el uso de la transformada de Laplace, los conceptos básicos de la teoría de control y el uso de Simulink, de Matlab® como determinar el comportamiento transitorio de un sistema electromecánico ante diferentes tipos de control de lazo cerrado.

Archivo: FA-094

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APLICACIÓN DE PRINCIPIOS FÍSICOS EN LA SELECCIÓN DE UN ACCIONAMIENTO RAPIDO PARA UNA MEZA INDEXADORA Jorge González1 , Cristian Pedraza2, Henry Santamaría 1

Departamento de Ciencias Básicas : Grupo de Instrumentación y Automatización,GIACUC ,Corporación Universitaria de la Costa Universidad, [email protected] 2 Programa de ingeniería mecánica: Grupo de investigación en materiales y tecnología de fabricación ,Universidad del Atlántico , [email protected] 3 Programa de ingeniería mecánica: Grupo de investigación en materiales y tecnología de fabricación ,Universidad Autónoma del Caribe , [email protected] RESUMEN En este artículo se desarrollan las metodologías de selección de un accionamiento rápido y de la transmisión para una mesa indexadora de 16 posiciones que va hacer utilizada para un proceso de ensamble de unidades quirúrgicas. Para este fin, se utilizaron diferentes métodos en los cuales incluyen Desplazamiento Límite, Energía Cinética Doble y Potencia Transitoria y Par Constante de Tiempo. Este estudio complementa trabajos realizados por los Drs. Carles Riba y Heriberto Maury en la selección de accionamientos rápidos, ya que acopla el método par constante de tiempo con el método de energía cinética doble, porque se validan mutuamente estos métodos dando como resultado una selección más restringida y rigurosa de los accionamientos rápidos. La aplicación de estas metodologías se fundamenta en el análisis dinámico y cinemático del dispositivo que se desea mover con ciertos requerimientos de tiempo y carga, por lo que se debe hacer uso de diferentes principios físicos y de la aplicación de herramientas matemáticas como la transformada de laplace. Archivo: FA-095


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DISEÑO DE UN SISTEMA ELECTRÓNICO PARA LA CALIBRACIÓN DE UN DETECTOR DE RADIACIÓN IONIZANTE. Flórez. G, Muñoz J, Rodríguez E. Casallas. G. Laboratorio Secundario de Calibración Dosimétrica (INGEOMINAS) El principio de medición es el fundamento científico usado para realizar una medición, pero esta debe estar asociada a una incertidumbre dando un nivel de credibilidad alto. Cuando se quiere la máxima exactitud en una determinada investigación se debe contar con la instrumentación calibrada para estas medidas. El conocimiento del principio de medición permite dominar la medición, modificarla diseñarla, evaluarla, etc, además es indispensable para estimar la incertidumbre de la medida. Al paso del tiempo hay cambios en las condiciones de medida de los equipos debido al envejecimiento de los componentes electrónicos o mecánicos, las condiciones ambientales, el estrés mecánico, etc, que soportan los instrumentos y deterioran sus funciones. Al ocasionar estos eventos las medidas empiezan a perder confianza y trazabilidad con los valores verdaderos y se refleja en la calidad del producto, esto es evitado por medio de la calibración que nos permite mantener el instrumento realizando medidas en el rango correcto con niveles de incertidumbre bajos. La correcta calibración de los equipos proporciona la seguridad de los servicios que se ofrecen y permite mantener y verificar el buen funcionamiento de los equipos y garantizar la fiabilidad y trazabilidad de las medidas. El objetivo de este trabajo es crear un sistema electrónico que permita verificar los instrumentos electrónicamente antes de iniciar un proceso de calibración con una fuente certificada, evaluando sus componentes electrónicos, respuesta y señales.

Archivo: FA-096

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THE HEISENBERG'S UNCERTAINTY PRINCIPLE: A FRACTIONAL FOURIER TRANSFORM POINT OF VIEW C. Jiménez1*, C. Torres2, L. Mattos2 1 2

Grupo GIFES. Universidad de La Guajira Grupo LOI. Universidad Popular del Cesar *Email: [email protected] Abstract .

The uncertainty principle, originally formulated by Heisenberg, clearly illustrates the difference between classical and quantum mechanics; the principle bounds the uncertainties about the outcomes of two incompatible measurements, such as position and momentum, on a particle. In information theory, extensions of Heisenberg principle traditional, such as the entropic uncertainty principle play an important role in mathematics, signal processing and information theory. In this paper, based on the relation between the original function and definition of the fractional Fourier transform (FRFT), we extend the Heisenberg's uncertainty principle in the FRFT domains thus a novel logarithmic uncertainty principle and the short-time uncertainty principles are derived connect their bounds with the FRFT parameter. Keywords: Fractional Fourier transform (FRFT) Heisenberg's uncertainty principle Short-time FRFT (STFRFT).

Archivo: FA-097


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DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA EN UN HORNO PARA CALIBRACIÓN DE TERMÓMETROS

Juan Manuel Oviedo Cuéter 1*, Hernán Estrada Bustos (QEPD)2, Francisco Flórez 1 1

Departamento de Física y Electrónica: Grupo de materiales y física aplicada, Universidad de Córdoba 2 Departamento de Matemáticas, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá *[email protected]

En este trabajo se determina la distribución de temperatura en un horno usado para calibración de termómetros. Se realizan simulaciones numéricas sobre el sistema bajo diversas configuraciones y a partir de esto, se determinan parámetros óptimos que permitan obtener variaciones mínimas de temperatura en la cavidad del horno, acordes con las obtenidas en los equipos comerciales destinados a tal fin.

Archivo: FA-098

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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA DE MEDICIÓN DE CONDUCTIVIDAD DE LIQUIDOS Francisco Flórez 1*, Juan Manuel Oviedo Cuéter1, Javier Nieto1 1

Departamento de Física y Electrónica: Grupo de materiales y física aplicada, Universidad de Córdoba *[email protected]

En este trabajo se diseña y construye un sistema de medición de conductividad de líquidos, el cual puede ser utilizado para el estudio de propiedades fisicoquímicas de diferentes soluciones de interés. El equipo construido es de bajo costo y posee características similares a las de un equipo comercial destinado para tal fin. Como elemento sensor se utiliza una célula de conductividad de constante de célula c ≈ 0,8 cm–1, el cual es alimentado por un voltaje AC de 1V. La señal proveniente del sensor es manejada por una etapa de acondicionamiento de señal, diseñada a partir de amplificadores operacionales y enviada a una etapa de digitalización y procesamiento de datos, implementado a partir de un microcontrolador , el cual se encarga también de visualizar los resultados de las mediciones a través de una pantalla LCD.

Archivo: FA-099


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DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE EVENTOS DE INTERACCION POR TOQUES EN SUPERFICIES PLANAS APLICADOS AL DESARROLLO DE PLATAFORMAS MULITÁCTILES DE TIPO ÓPTICO Carlos Diego Ferrin1, Francisco Javier Buchelly1, Leonairo Pencue Fierro1 1

Departamento de Física: Grupo de Óptica y Láser, Universidad del Cauca. [email protected] RESUMEN .

En este trabajo se presenta el desarrollo de dos sistemas de visión artificial para detectar y seguir toques en superficies planas, aplicados a la construcción de plataformas multitáctiles de tipo de óptico de bajo costo. El primer sistema conocido como proyección de sombras, hace uso de una sola cámara, mientras que el segundo esquema hace uso de dos cámaras y con lo que se realiza una triangulación con dos cámaras. Se utiliza la integral proyectiva como técnica de detección y la técnica de vecinos más cercanos para el seguimiento. Ambas técnicas fueron optimizadas a través de SSE en procesadores Intel, para obtener resultados de tiempo real. Dado que la tecnología multitáctil de tipo óptico es muy costosa, este trabajo muestra una alternativa viable para que estas tecnologías lleguen a amplios sectores y potencializar los procesos educativos en la medida que la interactividad sea más natural con un computador. Entre los resultados más destacables se encuentra que ambos sistemas muestran ser robustos frente al ruido y a cambios de iluminación, la latencia no es detectable en las aplicaciones y presenta robustez en la detección y funcionamiento general. El error máximo en la determinación de posición fue de 10 mm, con lo que es posible interactuar de manera natural con aplicaciones conteniendo elementos gráficos desplegados en 2D y 3D.

Archivo: FA-100

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MODELADO Y CARACTERIZACIÓN DE LA SUSPENSIÓN DE UN VEHÍCULO PARA EL ANÁLISIS DE COMPORTAMIENTO DE UN VEHÍCULO LIVIANO

Yamid Núñez De la Rosa1*, Plinio Teherán Sermeño1 , Diego Ospina Latorre2 1

Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad Nacional de Colombia 2 Departamento Ingeniería Mecánica: Universidad Central de Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

RESUMEN

El presente trabajo se basó en la caracterización de la suspensión de un vehículo liviano (Renault Clio), esto con el objeto de implementar los valores determinados experimentalmente en un modelo matemático con el cual se realizarán posteriormente simulaciones de un vehículo en tránsito, la importancia de la caracterización radica en que los parámetros de la suspensión a medida que pasa el tiempo estas se van desgastando por el uso y pierden propiedades iniciales de fábrica así como perdida del coeficiente de elasticidad de los resortes, cambio de viscosidad de los fluidos del amortiguador, entre otro. Todo esto con el fin de ser más coherentes y aproximados en el comportamiento de la dinámica del vehículo la hora de realizar las simulaciones correspondientes y realizar una comparación entre el modelo inicial de fábrica y el actual.

Archivo: FA-101


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MODELO DE LA DINÁMICA LATERAL DE UN VEHÍCULO A PARTIR DE LA TÉCNICA DE BOND GRAPH Y 20-SIM

Yamid Núñez De la Rosa1*, Diego Ospina Latorre2 P linio Teherán Sermeño1 1

Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad Nacional de Colombia 2 Departamento Ingeniería Mecánica: Universidad Central de Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

El presente trabajo muestra lo resultados de las simulaciones obtenidas del comportamiento de un vehículo en tránsito, teniendo en cuenta solo la dinámica lateral conocido como modelo de bicicleta. Basados en la técnica de Bond Graph la cual es una herramienta explicita para la representación de captura de energía común de un sistema. Para el modelo en estudio se consideraron los parámetros más importante y relevantes en el movimiento de cabeceo del vehículo como son la masa del vehículo, coeficientes de elasticidad de los resortes, y ruedas, además de la curva característica del comportamiento del amortiguador a diferentes velocidades (compresión y expansión), distancia entre ejes, centro de gravedad, entre otros. La técnica de Bond Graph (BG) permite determinar un sistema de ecuaciones que describen la dinámica del vehículo en estudio. Las simulaciones correspondientes de este modelo se realizaron en 20-sim que es un programa que permite simular el comportamiento de sistemas dinámicos.

Archivo: FA-102

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USO DE UN TESTIGO DIGITAL AUTOMOTOR COMO HERRAMIENTA DE CARÁCTER PROBATORIO EN ACCIDENTES DE TRANSITO

Yamid Núñez De la Rosa1*, Plinio Teherán Sermeño1, Diego Ospina Latorre2 1

Departamento de Física: Grupo de Física Aplicada, Universidad Nacional de Colombia 2 Departamento Ingeniería Mecánica: Universidad Central de Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected]

RESUMEN

Un enfoque actual para la reconstrucción de accidentes de tránsito se basa en la determinación de trayectoria, velocidades y aceleraciones de un vehículo en tiempo real, esta se llevaría a cabo de manera más rápida y eficaz soluciones a problemas en los que se encuentren involucrados un vehículo por medio de la implementación sistemas electrónicos capaces de monitorear, registrar y almacenar información que permita ahorrar tiempo y costo en investigaciones en este tipo de accidentes, de esta forma el propósito de este trabajo fue el de diseñar un equipo que permita realizar este tipo de medidas el cual se denominó Testigo Digital Automotor TDA 1.0. Este equipo nos permitió describir la dinámica vehicular en tiempo real a partir de datos obtenidos por este en un automotor de prueba, además de que nos sirvió para compararlo con un modelo físico-matemático y así ver que tan confiable es el modelo.

Archivo: FA-103


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MEDIDOR DE PEQUEÑOS DESPLAZAMIENTOS CON UN INTERFERÓMETRO MICHELSON

Ramírez Saldarriaga, J. W1, Vargas Quiroz, G1 1

Departamento de Física: Grupo de Instrumentación Científica e Industrial, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín [email protected]

Medición de pequeños desplazamientos del orden de 350nm mediante el uso de un montaje preciso de un Interferómetro Michelson y un láser de He-Ne con longitud de onda de 630nm. El montaje permite obtener un patrón de interferencia de anillos concéntricos que representan las regiones de máxima y mínima intensidad bien definidas, cada uno tiene un ancho mayor al de un fotodiodo colocado fijamente sobre uno de ellos para detectar los cambios de intensidad de luz. Mediante un movimiento continuo del espejo móvil se logra un paso de anillos oscuros a claros, y recolectando estos datos de voltaje en el fotodiodo se encuentra el desplazamiento total como la cantidad de cambios de un máximo al mínimo consecutivo y viceversa multiplicados por la mitad de la longitud de onda del láser.

Archivo: FA-104

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CARACTERIZACION ELECTRICA Y MAGNETICA DE CINTAS AMORFAS. D.F. Gómez1*, A. Rosales-Rivera1, P. Pineda-Gómez1 1

Laboratorio de Magnetismo y Materiales Avanzados, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales. * [email protected]

RESUMEN .

El conocer las propiedades físicas, estructurales, eléctricas y magnéticas de una cinta, permite su utilización en diferentes aplicaciones tecnológicas tales como la fabricación de sensores y dispositivos electrónicos y de computación. Esta es la razón principal para la observación, estudio y análisis de parámetros tales como: Impedancia, Reactancia, Susceptancia, Factor de Calidad, Resistencia y Admitancia, en corrimientos de frecuencia desde 0 Hz hasta 30MHz con presencia y/o ausencia de campo magnético externo. En este trabajo se adaptó un sistema que permite medir los anteriores parámetros, así como la presentación posterior de resultados y comparación de estos, obtenidos en diferentes tipos de cintas.

Archivo: FA-105


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USO DE ESPECTROSCOPÍA DE IMPEDANCIA ELÉCTRICA (EIE) PARA LA CARACTERIZACIÓN DE ESTADOS DE MADURACIÓN DE FRUTAS K.Lazaro1, G.Vargas2, 1

Escuela de Física: Grupo de Instrumentación electrónica, Universidad Nacional de Colombia sede Medellín. Email [email protected] 2 Escuela de Física: Grupo de Instrumentación electrónica, Universidad Nacional de Colombia sede Medellín. Email [email protected] La técnica de EIE está orientada hacia caracterización de las propiedades eléctricas de un material como la permitividad eléctrica (𝜀𝜀) y la conductividad eléctrica (𝜎𝜎), ambos parámetros de carácter complejo. Los tejidos biológicos al igual que todos los mariales no se escapan a estas características y por ende al alcance de la técnica, dichas propiedades cuando son medidas arrojan información del tejido tanto del medio extra celular como de las propiedades de la membrana celular. Se conoce que cuando se aplica un campo eléctrico constante, los iones cargados eléctricamente se mueven y se acumulan en ambos lados de la membrana celular, sin embargo, cuando el campo es alterno, al aumentar la frecuencia, aparecen corrientes de desplazamiento a través de la membrana, produciendo un fenómeno de relajación. La maduración en frutos climatéricos se acompaña de un incremento en la producción de etileno que se abre paso a través de la membrana y promueve el transporte de otras sustancias, modificando las propiedades eléctricas de la membrana, lo cual es observable mediante la técnica EIE a través variaciones de fase en la impedancia para distintos estados de maduración en frutas lo cual se midió en fresas y bananos, caracterizando cada estado de maduración por el desfase producido a frecuencias de resonancia particulares para cada fruta. .

Archivo: FA-106

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ANÁLISIS TEÓRICO DEL CIRCUITO RLC SERIE INCLUYENDO DISPOSITIVOS NO-LINEALES TIPO MEMRISTOR JOHN JAIRO LEAL G1*, DIEGO JULIAN RODRIGUEZ2, A. DELGADO3 1

Universidad Cooperativa de Colombia, docente Tiempo Completo. Estudiante de maestría Matemática Aplicada, Universidad Nacional de Colombia. * [email protected] 2 Fundación Universitaria los Libertadores. Coordinación de investigaciones. 3 Docente Tiempo Completo Universidad Nacional de Colombia

En 1971 el profesor Leon Chua estudiando la simetría entre las relaciones de las cantidades eléctricas, propuso que debería existir un dispositivo de circuitos básico que relacionara directamente la carga eléctrica y el flujo magnético, y al cual denomino el memristor debido a su comportamiento resistivo y que podía recordar su estado anterior antes de ser desconectado. En 2008 los laboratorios HP, construyeron un dispositivo nanométrico con dióxido de titanio Ti02 y material al cual le extrajeron iones de oxígeno Ti02-x entre dos electrodos y cuya curva de tensión vs corriente era similar a la propuesta hecha por Chua en 1971. En éste trabajo se presenta un análisis físico del circuito RLC en serie incluyendo un dispositivo no lineal cuyo comportamiento es memristivo y a través de herramientas de la física no lineal. Se encontraron las líneas de flujo correspondiente a diferentes condiciones iniciales y se analizan los efectos de la inclusión del memristor en el circuito propuesto.

Archivo: FA-107


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IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DIGITAL Y DE ALTA POTENCIA PARA EL CONTROL POR PWM DE LAMPARAS INCANDESCENTES UTILIZADAS EN UN HORNO RTP. A. De Moya*, J. Plaza Departamento de Física: Grupo de Instrumentación y Metrología, Universidad del Atlántico *Email del Autor correspondiente: [email protected] La fabricación de semiconductores es un proceso crítico donde intervienen muchos factores, que afectan el dopado de las obleas de silicio o germanio con cualquier impureza. En esta fabricación se utilizan muchos métodos, entre los cuales el más usado en la actualidad es el RTP (Rapid Thermal Process), caracterizado por utilizar lámparas de tungsteno que por radiación térmica, calientan las obleas a fin de ser dopadas muy rápidamente, siendo así una técnica muy rápida, facilidad de implementar y de bajo costo. Bajo este contexto, se implemento un sistema digital de bajo costo que controló por PWM dinamico, el ángulo de disparo (o ciclo de trabajo) de un de sistema de Triacs opto acoplados, con el fin de regular la potencia efectiva suministrada a un sistema de lámparas incandescentes de tungsteno. Este método permitió controlar las “Rampas de Calentamiento” de los procesos térmicos a las que son sometidas las obleas con el fin de obtener diversos perfiles de dopamiento.

Archivo: FA-108

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MEDIDAS DE CONDUCTIVIDAD APLICADAS AL SEGUMIENTO DE LA DEGRADACIÓN DE AZUL DE METILENO POR FOTOCATÁLISIS CON ÓXIDO DE TITANIO EN MEDIO ACUOSO R. García1, P. Chamucero1, C.A Quiñónez1, J.A Clavijo2* 1

2

Grupo de Materiales Fotoactivos, Universidad de América Laboratorio de Investigaciones Básicas, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

Se está explorando la posibilidad de usar medidas conductimétricas como método de seguimiento in situ de la reacción de degradación fotocatalítica de sustratos orgánicos contaminantes de aguas, tomando como sustrato de estudio al Azul de metileno. Se presentarán resultados de medidas de conductividad molar de distintos sistemas acuosos fotocatalíticos antes y después de la reacción de degradación del azul de metileno con óxido de titanio, variando la concentración del sustrato y la concentración del catalizador a tiempo de reacción constante, y se interpretarán los resultados en términos de la validez del método de seguimiento conductimétrico aplicado, y de la posible aplicación del seguimiento conductimétrico como método in situ para evaluación de la eficiencia de las reacciones de degradación fotocatalítica de sustratos orgánicos, involucradas en la descontaminación de aguas.

Archivo: FA-109


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SUPERVISIÓN DEL VUELO LONGITUDINAL DE UN AVIÓN POR MEDIO DE ANÁLISIS DE INTERVALOS Carlos Andrés Collazos Morales1 , Andrés Escobar Diaz2 1

2

Laboratorio de Física, Universidad Manuela Beltrán Departamento de Ingeniería Electrónica, Universidad Distrital [email protected] .

Este trabajo presenta un algoritmo de estimación de parámetros establecido sobre el análisis de intervalos que es aplicado en el modelamiento físico del vuelo longitudinal de un avión. El propósito es desarrollar una metodología general de modelamiento para la supervisión del fenómeno. Se presenta el modelo físico, resultados, validaciones y algunas aplicaciones a nivel aeroespacial.

Archivo: FA-110

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DETECCIÓN Y DIAGNÓSTICO DE FALLAS EN UN PROCESO HIDRÁULICO Andrés Escobar Diaz1, Carlos Andrés Collazos Morales1 1

Departamento de Ingeniería Electrónica, Universidad Distrital 2 Laboratorio de Física, Universidad Manuela Beltrán [email protected]

Sobre un proceso hidráulico se diseñan estrategias de control difuso que permiten manipular el proceso y llevarlo a diferentes puntos de operación. De esta forma se pueden simular fallas en el proceso que se detectan mediante la estimación de parámetros. Estos parámetros permiten generar residuos los cuales se analizan para hacer diagnóstico y detección de fallas. El diagnóstico se hace mediante métodos de clasificación de datos (Clustering). Las estrategias de control y supervisión se implementan en computador con el software Labview y Matlab para poder controlar el proceso hidráulico.

Archivo: FA-111


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DISPOSITIVO OPTOELÉCTRONICO PARA MEDICIONES DE EFECTOS DE LA AUTOMODULACIÓN DE FASE (SPM) EN FIBRA ÓPTICA PARA SISTEMAS DWDM, BANDA C (ITU) Carlos Andrés Collazos Morales1, Hermes Enrique Castellanos Acuña1 1

Laboratorio de Física, Universidad Manuela Beltrán [email protected] .

Se presenta el diseño y construcción de un dispositivo que permite hacer mediciones a nivel de efectos de automodulación de fase SPM (Self Phase Modulation). El dispositivo permite obtener medidas de la forma espectral y temporal de un pulso que se propaga sobre una fibra óptica a diferentes potencias, en los sistemas DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), banda C. Se presenta algunas pruebas preliminares con el dispositivo.

Archivo: FA-112

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DESARROLLO DE UN SISTEMA DE MEDIDAS DE EFECTO HALL DC Y AC J. J. Melo1*, A. Rosales Rivera 1, H. Giraldo 1 1

Laboratorio de Magnetismo y Materiales Avanzados Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales *Email del Autor correspondiente: [email protected]

En este trabajo se presenta el diseño y construcción de un sistema de medidas de efecto Hall DC y AC, el cual es una herramienta experimental que permite obtener información relacionada con las propiedades de transporte eléctrico de diversos materiales como los conductores y semiconductores. Para el control de equipos y adquisición de datos se desarrolló un programa en el entorno de Labview, el cual permite obtener gráficas de voltaje Hall, de densidad y movilidad de portadores en función de la corriente, del campo magnético y de la frecuencia. También se presentan algunos resultados de medidas realizadas sobre cobre y en cintas magnéticas blandas basadas en cobalto y hierro obtenidos mediante esta técnica.

Archivo: FA-113


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CARACTERIZACIÓN DE LAS CONDICIONES DE CRECIMIENTO DE PELÍCULAS DE ÓXIDO DE TITANIO OBTENIDAS POR SPUTTERING REACTIVO. L. C. Jiménez B.1, A. Carrillo1,2, D. Pacheco S.1,2, J. C Salcedo R.1 1


Se diseño e implemento un sistema para depositar películas de TixOy en porta sustratos de vidrio, usando sputtering reactivo d.c. y magnetrón sputtering d.c.. Se utilizó un blanco de Ti de 3’’, en diferentes mezclas de argón y oxígeno a presiones entre 10-1 y 10-3 mbar y con temperatura de substrato entre 80 y 100 ºC. Con sputtering dc, la potencia varió entre 50 a 120W y la tensión de 0,8 a 2,7 KV dc. Con magnetrón sputtering la potencia varió entre 100 y 500 W y tensiones entre 0,4 y 0,9 KV dc. Se caracterizó el plasma y las condiciones de vacío bajo los diferentes regímenes de trabajo. Se caracteriza el estado de superficie del blanco por fluorescencia RX y AFM. Se caracterizaron las películas por espectroscopía de transmisión de NUV a NIR, reflexión de radiación polarizada, microscopía AFM, fluorescencia de RX. Se calcula el índice de refracción, el espesor de la película, el gap electrónico y tamaño de grano. Se estudio la correlación entre las condiciones de vació, estado del blanco y parámetros de crecimiento con las propiedades ópticas, morfológicas, de micro estructura, obtenidas en las películas. Se encontró que la estequiometria, tamaño de grano y gap de la película varían significativamente con las condiciones iniciales de alto vacío, parámetros eléctricos y los cambios de concentración de oxígeno. Se presenta una histéresis en el proceso debido al cambio de estado de la superficie del blanco.

Archivo: FA-114

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DESARROLLO DE UN SOFTWARE PARA TRANSMISIÓN DE VIDEO ENCRIPTADO BASADA EN TÉCNICAS ÓPTICAS CRIPTOGRÁFICAS Carlos Diego Ferrin1, Jauri León-Téllez2 1

2

Departamento de Física: Grupo de Óptica y Láser, Universidad del Cauca. Direccion de Investigaciones: Grupo de Ciencia Aplicada, Universidad Autónoma de Bucaramanga. cdfbdex @gmail.com RESUMEN .

En este trabajo se muestra el desarrollo de una herramienta software para la transmisión segura de video utilizando técnicas de encriptación óptica. La técnica así implementada está inspirada en la encriptación por máscaras de fase en una arquitectura 4f de lentes convergentes. Se hace uso de la transformada discreta de Fourier aplicada a imágenes y la multiplicación punto a punto de matrices 320X240, como operaciones fundamentales derivadas de la técnica óptica; en ambos casos se usó la aceleración por GPU y la optimización a través de la tecnología SSE para obtener resultados de encriptación y desencriptación de tiempo real. La transmisión segura de video a través de internet tanto offline como online es de vital importancia en el campo militar y en la seguridad de testigos claves en casos delicados. Aunque los enfoques convencionales se centran en contraseñas de seguridad para acceder a un video o una encriptación punto a punto, en este enfoque el video en si es su propia contraseña ya que es necesario para desencriptar primero, una llave del mismo tamaño de la imagen, y luego una operación sobre cada pixel que tiene en cuenta todos los pixeles de la misma imagen. Entre los resultados a destacar se tiene que la diferencia entre el video inicial y el que pasa a través del proceso encriptación-desencriptación es pequeña al punto que lo único que se ve es una mejora en el contraste del video. Los algoritmos están alcanzando tiempos de ejecución de 150ms en una plataforma Intel Dual Core de 1.8Ghz y una tarjeta gráfica NVIDIA ION.

Archivo: FA-115


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OPTIMIZACIÓN DEL ÁNGULO DE ATAQUE EN LAS ASPAS DE UN GENERADOR AXIAL DE ENERGÍA EÓLICA PARA USO EN CENTROS URBANOS. Galvis Arroyave, J.L1*, Vargas Quiroz, G1 1

Departamento de Física: Grupo de Instrumentación Científica e Industrial, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín [email protected]

Los generadores de energía eólica comerciales están diseñados para trabajar en lugares donde la velocidad del viento mantiene promedios bastante altos y presenta buena continuidad. Los requerimientos constantes por nuevas fuentes de energía no contaminantes y asequibles, incentiva la idea de usar nuevos generadores eólicos de energía, capaces de operar en centros urbanos donde el viento no es continuo, es mucho más turbulento y de bajas velocidades. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos del diseño, construcción y pruebas de un aerogenerador para la determinación del ángulo de ataque óptimo con vientos de baja velocidad, propios de los centros urbanos. El generador se construyó con cuatro aspas simétricas cuyos perfiles corresponden al de ala NACA 0024, y a sus aspas se les implementó un dispositivo para cambiar su posición angular. Con el aerogenerador se hicieron pruebas en un túnel de viento a velocidades típicas de ciudades y para cada ángulo de ataque se establecieron la velocidad de rotación y el torque del aerogenerador.

Archivo: FA-116

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PROPIEDADES DE ABSORCIÓN Y EMISIÓN DEL COMPUESTO 1,4-BIS-[2-(5PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y ELECTRÓNICAS DEL COMPUESTO 1,4BIS-[2-(5-FENILOXAZOL)]-FENIL (POPOP) Y DOS MOLÉCULAS DERIVADAS, EN FASE GASEOSA PARA EL ESTADO FUNDAMENTAL Y PRIMER ESTADO EXCITADO Reinaldo Enrique Ruiz Suárez1 y Oscar León Neira Bueno2 1 Estudiante Maestría en Ciencias Aplicada (Físicas), Universidad del Zulia,Venezuela 2 Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad Popular del Cesar [email protected] RESUMEN Se presenta el estudio comparativo de las propiedades estructurales, electrónicas y reactividad del compuesto 1,4-BIS-[2-(5-FENILOXAZOL)]-FENIL (POPOP) y dos moléculas derivadas, en fase gaseosa para el estado fundamental y primer estado excitado, a partir de sustituciones de un átomo de hidrógeno de un heteroátomo de carbono cuya posición es 44 del anillo de ben-ceno que forma parte de la cadena estructural y en la posición 28 por un átomo de Flúor, sitios estratégico de la molécula madre. Se caracterizaron sus estados de carga neutral, en fase gaseosa para el estado fundamental. Los resultados obtenidos permiten ver el efecto del sustituyente en las longitudes de enlaces, en los orbitales moleculares de frontera, en el potencial de ionización (PI), la afinidad electrónica (AE) y la reorganización de la energía existiendo una buena concordancia con los datos experimentales. El modelo utilizado fue modelo B3LYP/6-31 + G (d) en el marco de la Teoría de los Funcionales de la Densi-dad dependiente del tiempo.

Archivo: FA-117


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PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y ELECTRÓNICAS DEL COMPUESTO 1,3INFLUENCIA DE SUSTITUYENTES ELECTRO-ACEPTOR Y DONOR EN LAS PROPIEDADES DE ABSORCIÓN Y EMISIÓN DEL COMPUESTO 1,3 BENZOTIAZOL EN FASE GASEOSA Y EN DOS SOLVENTES Richarzon Luis Pinto Rangel1 y Oscar L. Neira2. Estudiante Maestría en Ciencias Físicas, UPC SUE-Caribe 2 Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad Popular del Cesar, Colombia 1

[email protected]

RESUMEN Las propiedades de absorción y emisión óptica del compuesto 1,3-Benzotiazol en fase gaseosa para el estado fundamental y primer estado excitado son presentados y se hace un estudio comparativo con sus bloques constituyentes. Los resultados obtenidos permiten estimar las longitudes de enlaces, los orbitales moleculares de frontera, el potencial de ionización (PI), la afinidad electrónica (AE) y la reorganización de la energía existiendo una buena concordancia con los datos experimentales. El modelo utilizado fue modelo B3LYP/6-31 + G (d) en el marco de la Teoría de los Funcionales de la Densidad

Archivo: FA-118

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PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y ELECTRÓNICAS DEL COMPUESTO 1,3BENZOTIAZOL EN FASE GASEOSA PARA EL ESTADO FUNDAMENTAL Y PRIMER ESTADO EXCITADO Richarzon Luis Pinto Rangel1 y Oscar L. Neira2. 1 Estudiante Maestría en Ciencias Físicas, UPC SUE-Caribe 2 Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad Popular del Cesar, Colombia [email protected]

RESUMEN Las estructuras electrónicas y reactividad del compuesto 1,3-Benzotiazol en fase gaseosa para el estado fundamental y primer estado excitado son presentados y se hace un estudio comparativo con sus bloques constituyentes. Los resultados obtenidos permiten estimar las longitudes de enlaces, los orbitales moleculares de frontera, el potencial de ionización (PI), la afinidad electrónica (AE) y la reorganización de la energía existiendo una buena concordancia con los datos experimentales. El modelo utilizado fue modelo B3LYP/6-31 + G (d) en el marco de la Teoría de los Funcionales de la Densidad

Archivo: FA-119


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PROPIEDADES DE ABSORCIÓN Y EMISIÓN DEL COMPUESTO 1,4-BIS-[2-(5FENILOXAZOL)]-FENIL (POPOP) Y DOS COMPUESTOS DERIVADOS EN FASE GASEOSA, EN TOLUENO Y ALCOHOL ETILICO

Reinaldo Enrique Ruiz Suárez1 y Oscar León Neira Bueno2 1 Estudiante Maestría en Ciencias Aplicada (Físicas), Universidad del Zulia,Venezuela 2 Grupo de Espectroscopia Óptica y Láser, Universidad Popular del Cesar [email protected]

RESUMEN Se presenta el estudio comparativo de las propiedades absorción y emisión electrónica del compuesto 1,4-BIS-[2-(5-FENILOXAZOL)]-FENIL (POPOP) y dos moléculas derivadas, en fase gaseosa para el estado fundamental y primer estado excitado, a partir de sustituciones de un átomo de hidrógeno de un heteroátomo de carbono cuya posición es 44 del anillo de ben-ceno que forma parte de la cadena estructural y en la posición 28 por un átomo de Flúor, sitios estratégico de la molécula madre. Se caracterizaron sus estados de carga neutral, en fase gaseosa para el estado fundamental. Los resultados obtenidos permiten ver el efecto del sustituyente en las longitudes de enlaces, en los orbitales moleculares de frontera, en el potencial de ionización (PI), la afinidad electrónica (AE) y la reorganización de la energía existiendo una buena concordancia con los datos experimentales. El modelo utilizado fue modelo B3LYP/6-31 + G (d) en el marco de la Teoría de los Funcionales de la Densi-dad dependiente del tiempo.

Archivo: FA-120

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EVALUACIÓN DE DOS MODELOS DE CELDA SOLAR PARA APLICACIÓN EN MODULOS FOTOVOLTAICOS E. Romero2, J. Hernandez1, W. Vallejo2* 1 LIFAE, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá 2 Departamento de Química, Universidad Nacional, Bogotá, Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected] Abstract .

En este trabajo se presenta una evaluación de los modelos eléctricos más utilizados en la literatura para representar el comportamiento de una celda solar: con y sin resistencia en paralelo. Estos modelos, en los cuales su desarrollo matemático se puede implementar fácilmente en un lenguaje de programación básico, se utilizaron para simular el comportamiento de módulos fotovoltaicos. Los resultados de dichas simulaciones se contrastan con datos reales obtenidos para dos diferentes tipos de paneles fotovoltaicos y se realiza una comparación de ventajas y/o desventajas de las características de cada modelo como complejidad de la implementación, tiempo de simulación y precisión.

Archivo: FA-120


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MODELAMIENTO DE LA RADIACION Y LA TEMPERATURA UTILIZANDO FUNCIONES DE PROBABILIDAD J. Durán1, J. Hernandez1, W. Vallejo2* LIFAE, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá 2 Departamento de Química, Universidad Nacional, Bogotá, Colombia. 1


En este trabajo se desarrollo una metodología estadística para caracterizar la Radiación Solar y Temperatura ambiente, las cuales son las dos variables que determinan el comportamiento de la energía solar en un lugar determinado. Debido a que estos parámetros ambientales no son controlables por el hombre ya que se caracterizan por tener un comportamiento aleatorio en la superficie terrestre y a que son fundamentales para establecer el desempeño de diversos sistemas de energía solar como los fotovoltaicos o los solares térmicos, en este trabajo se desarrolló una metodología para una obtener una distribución de probabilidad acumulada para doce (12) horas al día, de seis de la mañana (6:00 am) a seis de la tarde (6:00 pm) para predecir el comportamiento de estas, utilizando mediciones reales como datos iniciales del modelo.. Las funciones de probabilidad acumuladas obtenidas sirvan como base para realizar predicciones, que sean estadísticamente confiables, del desempeño de distintos sistemas que utilicen como fuente primaria la energía solar, utilizando métodos estocásticos como por ejemplo las simulaciones de Montecarlo.

Archivo: FA-122

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DISENÕ Y CONSTRUCCION DE UN MICROHORNO ELECTRICO PARA REALIZAR TRATAMIENTOS TERMICOS A. A. Ríos Riaño1, D. Oyola Lozano1, Y. A. Rojas Martínez1 , H. Bustos Rodriguez1 1

Departamento de Física. Universidad del Tolima. A.A 546, Ibagué, Colombia . *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Resumen Este trabajo presentamos el estudio del diseño y construcción de un microhorno eléctrico destinado para realizar tratamientos térmicos variando la rata de calentamiento y de rata de enfriamiento. Como elemento resistor se uso alambre Thermocoax de puntas frías con una resistencia de 2.4 ohmios. El microhorno esta dentro de una cámara de cuarzo en forma de T con sus respectivos sellos para vacío y pasamuros para las conexiones eléctricas. La diferencia de potencial que se aplico al elemento resistor se realizo usando con una fuente de potencia DC Hewlett Packerd 6675A. Se usó un Controlador Programable de temperatura Omega CN3800 para controlar los rangos de temperatura deseados. La cámara esta provista de un brazo mecánico para controlar las rata de enfriamiento y calentamiento y de un acople para trabajar en atmosfera de argón. También cuenta con un sistema de refrigeración para evitar sobrecalentamientos. Con este microhorno se han realizado tratamientos térmicos de 500°C por una hora de muestras de Fe2Nb. Las muestras tratadas térmicamente con estas condiciones muestran un comportamiento paramagnético.

Archivo: FA-123


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SISTEMA DE REFLECTOMETRÍA DE RADIACIÓN POLARIZADA PARA MEDICIÓN PARÁMETROS ELIPSOMÉTRICOS EN PELÍCULAS TCO Fabián Vargas P. 1,2, Luis C. Jiménez B.1 1


Se implementó un sistema para la medición del patrón de reflexión de radiación monocromática polarizada con ángulo variable, que permita parámetros elipsométricos sobre superficies, interfaces y hetero estructuras con capas delgadas dieléctricas y semiconductoras. El sistema está basado en nano posicionadores Thorlabs, con motores de micro pasos y motores piezo, con sensores de posición piezo, que permiten desplazamiento lineal x-y-z, con recorrido de 20 mm y pasos de 25 nm, rotación con recorrido de 360° y pasos de 1 seg, y ajuste goniométrico de 2 grados de libertad angular y 1 lineal. La polarización se obtiene con un polarizadores Glan Taylor con extinción de 5e^-5. Se midió el patrón de reflexión de películas de ITO, TiO, TiN y cristales coloidales, y a partir del ángulo de Brewster y función elipsométrica se midio el índice de refracción y constante dieléctrica. Midiendo la transmitancia se calcula el coeficiente de extinción y espesor de la película. El sistema permite medir la variación del índice de refracción a lo largo de la película como la uniformidad del espesor. Midiendo la dispersión espacial del patrón alrededor del ángulo de Brewster a partir de la ecuaciones de Fresnel, la aproximación de Kirchhoff y con transformada de Fourier se estudia los efectos de la rugosidad de la película sobre las mediciones obtenidas como el perfil próximo de la rugosidad, y se compara con mediciones de AFM. Las mediciones del sistema se destacan en películas con espesores menores a 100 nm. Palabras claves: Reflectometría, ángulo de Brewster, parámetros elipsométricos, índice de refracción, constante dieléctrica, coeficiente de extinsión.

Archivo: FA-124

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DESARROLLO DE UN EQUIPO SENCILLO Y PORTATIL LAS PRACTICAS DE EFECTO DOPPLER Y RESONANCIA EN TUBOS. Luis G. Blanco, Luis J. Rivero, Juan M. Oviedo y José R. Narváez 1

Departamento de Física: Grupo de Materiales y Física Aplicada, Universidad de Córdoba, Montería Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

En este trabajo se diseñó un equipo sencillo que con la ayuda de un micrófono, un computador, una fuente sonora y un medidor electrónico de velocidades, que permite determinar los cambios de frecuencias que percibe un receptor cuando la fuente y él están en movimiento relativo. El programa para el análisis de las ondas sonoras se desarrolló en el lenguaje de programación gráfica LabView 8.6. El mismo equipo se utiliza para determinas los armónicos de ondas estacionarias resonantes en tubos abiertos y cerrados encontrando el valor máximo de la amplitud mediante la adquisición mediante un micrófono conectado al computador. Los resultados obtenidos con el equipo arrojan en comparación con cálculos teóricos errores de 5% para el valor de la frecuencia en el efecto doppler y del 8% en los valores de amplitud en el caso de los tubos cerrado y abiertos. Este equipo es de fácil uso y bajo costo en comparación con los equipo de laboratorio diseñados para estas prácticas.

Archivo: FA-125


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ANÁLISIS DE DESEMPEÑO TRIBOLÓGICO DE RECUBRIMIENTOS HÍBRIDOS TIPO SOL-GEL SiTiZr CON EQUIPO TIPO PIN ON DISK

J. P. Vega1, O. Fernandez2, A. Castro3, B.Parada4 E.Vera5, Y. Pineda6 1

Estudiante Maestría en Metalurgia y Ciencia de los Materiales. Grupo Integridad y Evaluación de Materiales. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (U.P.T.C) 2 Estudiante Maestría en Metalurgia y Ciencia de los Materiales. Grupo Integridad y Evaluación de Materiales. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (U.P.T.C) 3 Magister en Metalurgia y Ciencia de los Materiales. Grupo Superficies Electroquímica y Corrosión. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (U.P.T.C) 4 Estudiante Maestría en Metalurgia y Ciencia de los Materiales. Grupo Superficies Electroquímica y Corrosión. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (U.P.T.C) 5 Docente Escuela Ingeniería Metalúrgica. Grupo Integridad y Evaluación de Materiales. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (U.P.T.C) 6 Docente Escuela Ingeniería Metalúrgica. Grupo Integridad y Evaluación de Materiales. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (U.P.T.C)

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Se desarrollaron pruebas de desgaste sobre recubrimientos híbridos tipo sol-gel de SiTiZr (10-20-70) y SiTiZr (10-70-20) para determinar coeficientes de fricción y características tribológicas, para ello se realizó el diseño, construcción y automatización de un equipo tipo Pin on Disk que permite determinar propiedades tribológicas de los materiales. Un microsensor de fuerza es utilizado para determinar el coeficiente de fricción; un sensor de rpm determina velocidad de rotación y el recorrido realizado por la pieza; un acelerómetro brinda información sobre vibraciones y alineación del equipo. El software de registro y control se realizó en lenguaje LabVIEW, con el fin de determinar variables y datos de manera eficiente. Se determinó que el recubrimiento con mayor contenido de Titanio presenta un menor coeficiente de fricción y menor desgaste lo que prolonga su vida útil.

Archivo: FA-126

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MODERNIZACIÓN DE UN ELECTROIMAN PARA EL CONTROL DE CAMPOS MAGNÉTICOS HASTA 2.1 T M. Galarza2*, E. Baca1, J. Quintero2, D. Solarte2 1

Departamento de Física: Grupo de Ingeniería de Nuevos Materiales, Universidad del Valle 2 Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica: Grupo de Investigación en Control Industrial, Universidad del Valle *[email protected] RESUMEN .

Dentro de las actividades de investigación del Laboratorio del Grupo de Ingeniería de Nuevos Materiales del Departamento de Física de la Universidad del Valle se encuentran el estudio, medición y caracterización de las propiedades de magnetorresistencia, y susceptibilidad magnética en óxidos superconductores y ferromagnéticos. Este trabajo presenta la modernización y

control del campo magnético de un electroimán mediante el diseño e implementación de un sistema electrónico para su manejo desde una PC. El desarrollo del sistema electrónico está basado en el área de electrónica de potencia e instrumentación virtual, elementalmente es el diseño de una fuente de corriente de DC lineal variable de 2.5 KW que es controlada y supervisada a través de una plataforma desarrollada en LabVIEW. El cual alimenta un electroimán que es capaz de generar una intensidad de campo magnético máximo de 2.1 T (21.000 G). La topología de la fuente de alimentación es un regulador lineal que consiste en un elemento conectado en serie con la carga, en el cual se varia su resistencia eléctricamente (modo de operación lineal). Un amplificador de error sensa la tensión de salida, toma una muestra de él, y lo compara contra un valor de referencia. Este amplifica el voltaje de error y excita el elemento de paso en serie (elemento que ejecuta la acción de control). El control y supervisión de la fuente y del campo magnético está desarrollado en la plataforma LabVIEW la cual provee funcionalidad específica para que pueda acelerar el desarrollo de aplicaciones de medición, control y automatización. Para la validación del desempeño en el sistema electrónico del control y supervisión desde una PC electroimán se hicieron mediciones de magnetorresistencia a una manganita ferromaganética.

Archivo: FA-127


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MODELO DE BOSE-EINSTEIN APLICADO A MERCADOS ECONOMICOS DE INTERCAMBIO A.Carrero, F.Guzmán, D.Rincon, C.Quimbay 1

Departamento de Física Universidad Nacional *Email del Autor correspondiente: feguzmanc @unal.edu.co

RESUMEN .

En este trabajo presentamos el modelo recientemente publicado por Kusmartsev en el que un sistema de mercado es modelado mediante un ensamble grancanónico, de tal forma que la probabilidad de que un cierto número de agentes económicos se encuentre en un estado definido por valores específicos de dinero o de ingreso total, de deuda y de riqueza promedio de los agentes, es descrita por una distribución de Bose-Einstein. Desde un punto de vista empírico, la distribución de Bose-Einstein obtenida en este modelo puede describir adecuadamente la distribución de ingresos de una población con ingresos bajos y medios, mientras que la población de altos ingresos que sigue una distribución de Ley de potencia queda excluida de esta descripción. Usando como marco teórico el modelo de Kusmartsev y los datos de la DIAN sobre ingresos durante los años 1993 a 2005 para una muestra de entre 6000 y 7000 personas naturales, en este trabajo mostramos que la distribución de ingresos obtenida con los datos de ingreso de la muestra usada se ajustan a una distribución de Bose-Einstein. Para cada uno de los años considerados, a partir de la curva de ajuste de distribución de ingresos obtenida, evaluamos los diferentes parámetros característicos del modelo, tales como temperatura, potencial químico y coeficiente de actividad. Finalmente describimos el posible significado económico de estos parámetros y realizamos una discución crítica sobre el alcance del modelo usado y sobre la validez de los resultados obtenidos.

Archivo: FA-128

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IMPLEMENTACION DEL SISTEMA DE MEDICION DE CORROSION POR MEDIO DEL PRINCIPIO DE RESISTENCIA ELECTRICA E. Vera1*, J. L Alcantar1, O. Fernandez2 1

Escuela de Ingeniería Metalúrgica, Grupo de Integridad y Evaluación de Materiales GIEM, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia 2 Escuela de Física: Grupo de Superficies, Electroquímica y Corrosión GSEC, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia *[email protected] RESUMEN .

Se presenta la implementación de la técnica de monitoreo de corrosión por resistencia eléctrica (RE), para lo cual se diseñó un sistema electrónico de medición de cambios de resistencia en función del grado de corrosión de una probeta de acero de bajo carbono (AISI-SAE 1020), sometido a condiciones de ambiente corrosivo en una solución de HCl al 0,5M. Los resultados de la técnica implementada fueron contrastados con la técnica tradicional de Tafel (técnica electroquímica). Se observó que la técnica física implementada, así como el hardware y software desarrollados permiten medir el deterioro de un material en un medio corrosivo con resultados similares a los obtenidos usando técnicas electroquímicas.

Archivo: FA-129


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Difusividad térmica de mezclas de LDPE y PP en estado fundido Genhli Yánez1, M.A. Rodríguez – Pérez2, I. Gutiérrez; O. A. Almanza1* 1.

Grupo de Física Aplicada, Departamento de Física. Universidad Nacional de Colombia. 2.

Departamento de Física de la Materia Condensada, Cristalorafía y Mineralogía, Universidad de Valladolid (España) Email del Autor de correspondencia:[email protected]

Resumen En este trabajo se presentan los resultados experimentales de la medición de la difusividad térmica de dos especies poliméricas: Polietileno de Baja Densidad (LDPE) y polipropileno (PP). Las medidas fueron realizadas en condiciones de flujo de calor no estacionario, usando un dispositivo especialmente construido para ello y a temperaturas alrededor de la temperatura de fusión de los materiales. Los resultados experimentales del perfil de temperatura a través de las muestras, producto de la existencia de un gradiente de temperatura en ellas, fue ajustado con los resultados teóricos obtenidos de la solución de la ecuación de conducción del calor. Este es un trabajo pionero en la medición de esta propiedad a temperaturas elevadas, en condiciones de flujo

de calor no

estacionario y ello es útil en la búsqueda de mejoras de las condiciones de procesado en estos materiales.

Archivo: FA-130

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MONITOREO EN TIEMPO REAL DE LA TEMPERATURA MEDIANTE UN SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS BASADO EN UN MICROCONTROLADOR. A. De Moya* Programa de Ingeniería Industrial: Grupo de Gestión Integral de la Calidad, Corporación Politécnico Costa Atlántica *[email protected] Las magnitudes físicas (como la temperatura) se presentan en la naturaleza de forma analógica, para su medición se utilizan Sistemas de Adquisición de Datos (SAD), que se basan en diseños electrónicos muy complejos; con dificultades de adaptación , tratamiento de información y almacenamiento limitado. En nuestro caso, debido a las dificultades tecnológicas y presupuestales presentes en el laboratorio de Docencia de Física General del Politécnico Costa Atlántica, no se cuenta con un SAD apropiados para el monitoreo de la temperatura de los experimentos de termodinámica o de transferencia de calor, por tanto es pertinente el diseño, construcción e implementación de sistemas adaptables y escalables que permitan el monitoreo en tiempo real de la temperatura. Para este propósito se utilizo la arquitectura Pic de Microchip inc, quien ha desarrollado y puesto en el mercado desde hace años una serie de Circuitos Integrados (CI) llamados “microcontroladores”, permitiendo así monitorear en tiempo real la temperatura de una forma robusta, versátil y muy cómoda, para el docente o estudiante que lo opere.

Archivo: FA-131


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PROCESO DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN TERMICA ENTRE LAMPARAS INCANDESCENTES Y OBLEAS CON SOD PRESENTES EN UN HORNO RTP. A. De Moya*, J. Plaza Departamento de Física: Grupo de Instrumentación y Metrología, Universidad del Atlántico *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Los hornos y la tecnica RTP (Rapid Thermal Process) surgen como una alternativa a la creciente necesidad de fabricar semiconductores bajo métodos térmicos controlados y a costos accesibles. Aprovechando la radiación infrarroja que producen las lámparas incandescentes y a las propiedades espectrales de materiales como el tungsteno, cuarzo, silicio, germanio, etc., fue posible la incorporación y aprovechamiento de esta técnica muy importante para el desarrollo de la física de los semiconductores. Por tanto, fue necesario estudiar el comportamiento de las propiedades ópticas como la emisividad, reflectancia, luminosidad eficaz, etc., de los materiales que interviene en la técnica RTP con el fin de conocer los procesos de transferencia de calor por radiación térmica de estos materiales. Esto permite determinar los valores de potencias eficaces suministradas a las lámparas incandescentes y las “Rampas de Calentamiento”, vitales en la obtención de diversos perfiles de dopamiento sobre materiales semiconductores.

Archivo: FA-132

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Diseño y construcción del primer prototipo de un generador de funciones mediante síntesis digital directa. O. Ojeda1*, O. Vergara1, L. Giraldo1*, J. Chicangana1, E. Sanchez1 1

Departamento de Física, Universidad del Valle, A. A. 25360, Cali, Colombia. *[email protected] .

En el presente trabajo se diseñó y construyó un primer prototipo de un generador de funciones mediante un de síntesis digital directa, las funciones generadas son sinusoidal, cuadrada y triangular. Dichas funciones son generadas por un oscilador controlado numéricamente (NCO) de Analog Divices cuya referencia es AD9833, el cual es capaz de producir señales de alta frecuencia con un código apropiado para tal fin; dicho código es generado por el Pic 18F2550 en tiempo real de acuerdo a las necesidades del usuario, estas instrucciones llegan al Pic tras la interacción del usuario con una interfaz gráfica diseñada en Visual Basic 2010, en la cual el usuario selecciona una frecuencia y una forma de onda y envía estos datos al puerto seriado del computador anfitrión donde se ejecuta la interfaz de usuario, estos datos llegan al Pic y cargan una serie de registros, los cuales serán transmitidos al oscilador controlado numéricamente AD9833 mediante protocolo de comunicación SPI para que este inicialice los registros necesarios y ejecute las indicaciones establecidas por el Pic y así obtener la función deseada en la salida de nuestro equipo. La salida de nuestro oscilador controlado numéricamente es una onda de 600mV de amplitud, el usuario tiene a su disposición dos perillas, cada una contiene un potenciómetro variable, que tras ajustar estos potenciómetros el usuario tendrá la oportunidad de variar la amplitud de 0 hasta 5V, además de variar el offset entre -5V y 5V.

Archivo: FA-133


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THE LOCK-IN AMPLIFIER AND THEIR USE IN LABORATORY

Cortes L1, Racedo N. F 2, Melo E1*. 1 2

Departamento de Física: Grupo GICIS, Universidad de Cartagena Departamento de Física: Grupo GEOEL, Universidad del Atlántico *[email protected]

La detección con Lock-in es una técnica de gran alcance para recuperar una señal, aun en presencia de gran cantidad de ruido, incluso cuando este es de magnitud varias veces mayor que la propia señal. En este trabajo se describen los principios básicos de la operación de un amplificador lock-in. Se enfatiza en la descripción y análisis de los diferentes factores que intervienen en la señal en las diferentes etapas de una medición típica con el lock-in. Se describe un experimento básico para estudiantes de laboratorio de pregrado que muestra aspectos de la ciencia y del arte de la precisión de medidas electrónicas. La esencia del experimento es modular un láser o LED utilizando una señal cuadrada, y examinar la luz modulada mediante un fotodetector en función de la distancia de separación. Con el LED cerca del fotodetector la señal puede verse claramente en un osciloscopio, y por lo tanto medirse directamente. La investigación y experimentación sobre este medio de obtención y amplificación de señales, satisface los avances en el estudio de semiconductores, líquidos y muestras gaseosas. Palabras Clave: Amplificador Lock-In, Espectros, Ruido.

Archivo: FA-134

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CARACTERIZACIÓN DE HACES DE RAYOS X MEDIANTE TÉCNICA DE ANALISIS DEL ESPECTRO DE EMISIÓN UTILIZADOS PARA LA CALIBRACIÓN DE INSTRUMENTACIÓN EN PROTECCIÓN RADIOLÓGICA E. Rodriguez*, G. Florez, J. E. Muñoz-Bravo Laboratorio Secundario de Calibración Dosimétrica (LSCD): Grupo de Tecnologías Nucleares, Instituto Colombiano de Geología y Minería (INGEOMINAS) *Email del Autor correspondiente: [email protected] Resumen Desde el punto de vista de protección radiológica es importante conocer la calidad del haz de radiación X en la calibración de instrumentos para garantizar la trazabilidad en la medida con un mínimo grado de incertidumbre. En el Laboratorio Secundario de Calibración Dosimétrica (LSCD) del INGEOMINAS se realizó la caracterización del espectro de emisión a diferentes energías en campos de radiación con las calidades reportadas en la norma ISO 4037-4:2004 recomendada por el OIEA y el Technical Report 457. Se utilizó un equipo de rayos X modelo Balteau XSD320 de filtración inherente de 4 mm de Be con un haz de emisión emergente de 40º en conjunto con un detector Canberra de HPGe y filtros atenuadores de aluminio de alta pureza. Para la caracterización del haz se empleó el arreglo geométrico especificado en el anexo B (Measurement of pulse height spectra) de la citada norma.

Archivo: FA-135


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PROCEDIMIENTO PARA EL CÁLCULO DE LAS ESPECIFICACIONES DE EXACTITUD EN EL RANGO DE TEMPERATURA DE 700 °C A 1000 °C DE UN HORNO TUBULAR

E.A. Flórez1, B.Cruz1, M.H. Medina-Barreto, J.A. Rincón1 * 1

Departamento de Física: Grupo de Investigación en Propiedades Magnéticas y Magnetoópticas de Nuevos Materiales, Universidad Tecnológica de Pereira * [email protected]

Debido a la importancia que tiene el expresar las medidas experimentales con su respectiva incertidumbre expandida y la necesidad de que éstas se encuentren dentro del rango de tolerancia del equipo haciendo veraz la mesura; en el Grupo de Investigación en Propiedades Magnéticas y Magnetoópticas de Nuevos Materiales (GIMM) de la Universidad Tecnológica de Pereira, se desarrolló un proceso para la calibración del horno tubular de Industrias Terrígeno Modelo ESP serie 462 en un rango de 700 °C a 1000 °C, con el fin de determinar la exactitud y el intervalo de confianza de la temperatura programada en el equipo cuando se efectúan tratamientos térmicos a materiales estudiados. El proceso experimental se llevó a cabo en un tubo de quartzo bajo atmósfera de Argón a una razón de 60 burbujas/minuto y los valores de temperatura se midieron utilizando como equipo patrón una termocupla tipo K con especificaciones de exactitud de 0.25% Tmax y resolución de 1 ºC, la cual se ubicó en el centro de la mufla donde se encuentra su termocupla interna. Utilizando el análisis metrológico estándar para el cálculo de incertidumbres en medidas directas, se concluye que la contribución a la incertidumbre expandida, por la incertidumbre tipo B por especificaciones de exactitud del horno es del 2% de la temperatura máxima programada en el rango de 700 ºC a 1000 ºC.

Archivo: FA-136

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EVALUACIÓN POR TGA Y FTIR DE LOS CAMBIOS DE COMPOSICIÓN PRODUCIDOS POR LA TOSTIÓN EN GRANOS DE CAFÉ W. Rivera1*, X. Velasco1, C. Rincón1* 1

Departamento de Física: Grupo de Materiales y Nanotecnología, Universidad del Cauca *Email del Autor correspondiente: [email protected]

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Polvos de muestras de granos de café verde o tostado se analizaron por termogravimetría (TGA) y por espectrometría infrarroja con transformada de Fourier (FTIR). El examen por TGA permite determinar el cambio de peso que experimenta la muestra de café al ser calentada desde la temperatura ambiente hasta 8000C. Los datos de TGA revelan una alta descomposición del café verde a partir de los 2000C, precedida de un cambio lento del orden del 10% en peso. Por valoración de la primera derivada de la curva TGA (DTGA) se determina que el calentamiento del café produce una acelerada transformación del material entre 2000C y 2890C con una sobresaliente pérdida de peso alrededor de los 2200C. De acuerdo con los resultados de TGA se prepararon muestras de café tostado entre 200 y 2300C, por periodos de 5 a 10 minutos, que se examinaron por FTIR para determinar los cambios de composición que produce el calentamiento. El análisis por FTIR revela de manera predominante la existencia de actividad vibracional en las bandas situadas en 3400 cm-1 (tensión OH y NH), en 2900 cm-1 (tensión CH), en 1620-1780 cm-1 (tensión de grupos carbonilos), y en 1020–1170 cm-1 (tensión C-O-C). Utilizando el criterio de la primera derivada del espectro FTIR se evalúan los cambios en las diferentes bandas con énfasis en la variación de la banda asociada a los grupos carbonilo que detecta la presencia de cafeína y de algunos aceites productos de la tostión que le dan aroma y sabor al café.}

Archivo: FA-137


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CONTROL DEL DESPLAZAMIENTO DE UNA FUENTE LASER DE CD/DVD UTILIZANDO ANALISIS DITIGAL DE IMAGENES Roger A. Martínez1, Alejandro Restrepo Martínez1, Francisco E. López Giraldo2* 1


Para realizar un posicionamiento micrométrico de muestras de laboratorio es necesario tener con equipos de alto costo, en este trabajo se presenta una forma útil y económica de controlar el desplazamiento de un láser de unidad de CD/DVD por medio del análisis digital de imágenes. Basados en estudios previos en los cuales se midió la distancia entre imágenes digitales capturadas en los puntos extremos del desplazamiento de la fuente, este trabajo se enfoca en controlar la posición de la fuente láser analizando los resultados que se obtienen de la medición. El equipo utilizado es de reciclaje y se utiliza una cámara Web para capturar las imágenes, por lo tanto resulta una técnica novedosa y de bajo costo para caracterizar dichos dispositivos.

Archivo: FA-138

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ESTUDIOS DE DEFORMACIÓN Y FOTOELASTICIDAD EN PELÍCULAS PLÁSTICAS Juan Carlos Briñez1, Alejandro Restrepo Martínez1, Francisco E. López Giraldo2* 1


Diversas clases de películas plásticas son diariamente transformadas en la industria para la producción de empaques y recipientes. Estos materiales son sometidos a deformaciones mecánicas y térmicas para obtener las formas y características adecuadas. El uso de la fotoelasticidad resulta útil para obtener información acerca de las propiedades que presentan estos materiales luego de sus procesos de formado; por medio de esta técnica se pueden registrar y analizar las tensiones mecánicas en diversos tipos de materiales plásticos. En este trabajo se realiza un estudio entre la deformación mecánica producida sobre la película plástica y la información obtenida aplicando la técnica de la fotoelasticidad. Específicamente se estudia la relación entre la fotoelasticidad y algunas regiones de interés en la curva Fuerza vs Deformación. Una de las grandes aplicaciones de la fotoelasticidad en materiales trasparentes es poder medir o caracterizar la deformación y la tensión a la que son sometidos los materiales plásticos, aprovechando que los materiales poliméricos como algunas películas plásticas termodeformables presentan un estado de memoria en la que los efectos de la tensión se conservan aun después de la deformación del material.

Archivo: FA-139


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SISTEMA DE RECONOCIMIENTO DE EMOCIONES EN LA VOZ HUMANA E.A.Rueda, Y. Torres GOTS, Grupo de Óptica y Tratamiento de Señales, Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander, A.A.678, Bucaramanga, Colombia RESUMEN La voz es el método de comunicación habitual utilizado por el ser humano. El trabajo aquí expuesto se enfoca hacía el intento de identificar las emociones presentes en la señal de voz humana, es decir que se plantea una aproximación a un Sistema de Identificación de Emociones SIE, a través de la extracción de características espectrales de la señal del habla, para modelarla y su posterior identificación. La exactitud del sistema se mide evaluando los resultados con una base de datos en castellano y otra en alemán. Este estudio constituye un primer paso hacía futuras aplicaciones que permitan a los ordenadores percibir y luego simular habilidades emocionales en la voz síntetizada, logrando un mayor grado de naturalidad.

Archivo: FA-140

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ESTUDIO DE TRANSICIONES DE ESTADO EN EL PROCESO DE TOSTIÓN DE GRANOS DE CAFÉ ORGÁNICO W. Rivera1*, C. Galvez1, P. Pineda2 1

Departamento de Física: Grupo de Materiales y Nanotecnología, Universidad del Cauca. 2 Universidad Nacional de Colombia Sede – Manizales y Universidad de Caldas *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

El proceso de tostión del grano de café es un proceso determinante de las características sensoriales que presenta la bebida preparada a base de este material. La exploración de los cambios de estado que experimenta el café durante la tostión son analizados por calorimetría diferencial de barrido modulada (MDSC) y por difracción de rayos X. El objetivo de esta investigación es determinar los puntos de transición que experimenta el café en el proceso de tostión para refinar los métodos de tratamiento térmico y así mejorar la calidad de esta bebida en especial cuando se prepara con café orgánico. El espectro MDSC y su primera derivada presentan una inflexión asociada con una transición vítrea a baja temperatura entre 58 y 630C para las diferentes muestras de café verde y tostado. Estos espectros también muestran como característica común un notable pico en 2180C que coincide con el reporte de transformaciones químicas que tienen lugar a esa temperatura y que generan aceites responsables del aroma y sabor del café. El espectro MDSC del café verde también presenta un notable cambio a los 1400C que corresponde a un proceso de fusión o evaporación de componentes del café. Los espectros DRX de polvos de café orgánico de muestras verdes y tostadas presentan dos picos anchos en valores 2θ de 12 y 210 cuyas alturas y áreas ajustadas por funciones de Lorentz son dependientes del tratamiento térmico de las muestras.

Archivo: FA-141


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Diseño y construcción de un prototipo de Concentrador Cilíndrico Parabólico Solar para calentamiento de agua Sandra Patricia Londoño Gomez1, Leonardo Jaime Reyes2, Luis Fernando Peña Castañeda2 1

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Docente Facultad Tecnológica Universidad Distrital Francisco José de Caldas Estudiante Tecnología en Electricidad Facultad Tecnológica Universidad Distrital Francisco José de Caldas . Bogotá D.C, Colombia Email: [email protected], [email protected], [email protected]

RESUMEN— El Concentrador Cilíndrico Parabólico (CCP) solar, es un sistema que concentra la energía del sol en una línea focal donde se ubica un receptor o tubo absorbente, el cual hace que la radiación solar interactúe en forma de calor con un fluido circundante, este tubo absorbente cuenta con una envoltura de vidrio para controlar la transferencia de calor al medio ambiente. Además, cuenta con un dispositivo electromecánico con el propósito de seguir el sol durante todo el día y un sistema forzado de circulación de agua basado en una bomba alimentada por una batería que será recargada por una celda fotovoltaica. La idea principal es crear un Concentrador Cilíndrico Parabólico a base de energía solar para propósito de calentamiento de agua en uso doméstico y para aplicaciones destinadas a procesos industriales de limpieza y esterilización. Fundamentalmente con este proyecto se busca mostrar una alternativa al consumo de combustibles que perjudican el medio ambiente. El propósito perseguido, es desarrollar soluciones técnicas mediante el uso de la energía solar concentrada, a mediano plazo, y contribuir con la disminución de la huella ecológica de nuestro país; la cual mide la demanda de la humanidad sobre la biosfera, en términos del área de tierra y mar biológicamente productiva requerida para proporcionar los recursos que utilizamos y para absorber nuestros desechos. La idea es brindar a la población la energía solar, como alternativa de combustión para calentar agua por medio de la energía solar concentrada (Concentrador Cilíndrico Parabólico solar), y disminuir la combustión de carbón y gas y/o otros combustibles contaminantes. Esto genera una alternativa para mejorar los niveles de emisiones de gases de efecto invernadero producidas por la combustión de energías tradicionales. En la actualidad el proyecto está en la etapa de construcción de la estructura de la parábola, adecuada con láminas metálicas, también se han adecuado cuatro sensores de luz solar que están siendo caracterizados con los rangos de voltaje según la hora del día, y estado del tiempo.

Archivo: FA-142

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MONTAJE EXPERIMENTAL DE ESTACIÓN MÓVIL PARA MONITOREO DE FACTORES AMBIENTALES EN RECINTOS CERRADOS UTILIZANDO INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL Roa C. Fabio. L1*, Forero Ch. Nelson L.1, J. Manuel Flórez P.2 1

Grupo de Investigación en Física del Medio Ambiente y Energía Solar - FMAES, 2 Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica - GICD, Universidad Distrital, Bogotá, Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

El estudio de factores ambientales laborales establecido para valores límites, como aplicado a sistemas permanentes de monitoreo, avanza vertiginosamente en países industrializados. Es necesario que este compromiso, también se haga extensivo a países en vía de desarrollo. En el ambiente laboral en general, debe tomarse en cuenta la calidad del mismo, esto es, las características de factores como luminosidad, ruido, temperatura interior, ventilación, factores contaminantes (físicos, químicos y biológicos), etc., todo ello denominado como “confort”. Actualmente, se cuenta con herramientas tecnológicas que hacen posible el seguimiento o monitoreo de varios de estos parámetros. En este trabajo se presenta el diseño y la implementación de un montaje experimental de una estación móvil que mide, adquiere, procesa y realiza el monitoreo en tiempo real de factores ambientales presentes en un ambiente laboral cerrado. El sistema acopla diversos sensores a un sistema de adquisición de datos que emplea Instrumentación Virtual y que brinda información relevante para la calidad del ambiente laboral interior.

Archivo: FA-143


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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA DE CONTROL PARA MANEJO AUTOMÁTICO DE UN MONOCROMADOR E.Sánchez1*, J.Chicangana1, L.Giraldo1. O.Ojeda1 1

Departamento de Física, Universidad del Valle, A. A. 25360, Cali, Colombia * [email protected]

Se diseñó y construyó un sistema de control para el manejo automático de un Monocromador, cuyo barrido espectral se obtiene a partir del movimiento angular de un prisma (Si68 o G60), que actúa como selector de longitudes de onda de la radiación incidente. El ángulo de rotación controlada del prisma se genera mediante un motor de paso acoplado al soporte del mismo y la radiación dispersada en cada paso del motor, se enfoca sobre un elemento fotosensible con una respuesta espectral conocida. El control del ángulo de giro del prisma y la medida de la intensidad de la radiación dispersada por el Monocromador, se obtiene por medio de un sistema de adquisición microcontrolado por un PIC, posteriormente, los datos se procesan de forma numérica y por medio de instrumentos virtuales diseñados con el lenguaje de programación Visual Basic. NET. Con el cual se logra tener un margen de error cercano al 1% y un rango de trabajo de medida desde 300nm hasta 1500nm.

Archivo: FA-144

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DETERMINACIÓN DE LA VARIACIÓN DEL COEFICIENTE DE ABSORCIÓN DEL ULTRASONIDO EN AIRE Y MADERA EN FUNCIÓN DE LA FRECUENCIA D. Ortega, A. Pérez, J. Plaza Universidad del Atlántico RESUMEN Para hacer uso apropiado del ultrasonido, en áreas como la física médica e ingeniería metalúrgica, es importante conocer la interacción onda-materia y la pérdida de información (energía) debido a la absorción por parte del medio propagador. Por ello, en esta investigación, se propone determinar la variación del coeficiente de absorción ultrasónico, tanto del aire como de la madera, en función de la frecuencia. Se presenta especial interés por la madera, debido a que estudios realizados muestran que la estructura de este material tiene semejanza con el sistema óseo de los seres humanos. Para determinar los coeficientes de absorción de ultrasonido en aire y madera, se hicieron incidir ondas ultrasónicas de diferentes frecuencias sobre muestras de estos materiales, la generación y detección del ultrasonido se hizo mediante la pareja emisor-receptor UCMR40K1, que básicamente son dispositivos piezoeléctricos. Las muestras de madera se colocaban entre el emisor y receptor. Con esta implementación, y apoyados con una guía de onda, se estudió la variación de la amplitud de la onda transmitida a medida que se aumenta la frecuencia.

Archivo: FA-145


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DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE ABSORCIÓN DE ULTRASONIDO EN INCIDENCIA NORMAL DE ALGUNOS MATERIALES SÓLIDOS M. Martínez1, J. Plaza1*, A. Pérez1 1

Programa de Física: Grupo de Instrumentación y Metrología, Universidad del Atlántico *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

Desde 1912, con la invención de los radares, el ultrasonido ha sido tema de estudio que cobró especial interés con sus aplicaciones en equipos de diagnóstico médico. Para su utilización se requiere del conocimiento de la interacción onda-materia y de los diferentes fenómenos físicos presentes en su generación y propagación, tal es el caso de la atenuación de su amplitud al propagarse en los diferente medios. Por ello, en este trabajo se determinó el coeficiente de absorción del ultrasonido, en incidencia normal, en materiales porosos como el corcho e icopor y compactos como la madera y el plástico. La frecuencia de la onda incidente, para todas las muestras, era de 40,35 kHz. Con los datos de la amplitud de la onda transmitida y espesor de la muestra se hicieron gráficos que mostraron muy buena concordancia con la ley de Lambert-Beer. De ellos, al realizar sus respectivas linealizaciones se obtuvieron los coeficientes de absorción para cada material.

Archivo: FA-146

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DISCUSIÓN ACERCA DELA OPERACIÓN DEL MAGNETÓMETRO KERR (MEK) PARA CARACTERIZACIÓN MAGNETICA Y MAGNETOÓPTICA DE MATERIALES MAGNETICOS MICRO Y NANOESTRUCTURADOS (Máximo 300 caracteres con espacio) J. Torres1,2, B. Cruz2 1

Departamento de Física: Grupo de Investigación en Propiedades Magnéticas y Magnetoópticas de Nuevos Materiales, Universidad de Caldas 2 Departamento de Física: Grupo de Investigación en Propiedades Magnéticas y Magnetoópticas de Nuevos Materiales, Universidad Tecnológica de Pereira javier.torres @ucaldas.edu.co En la actualidad el uso del magnetómetro Kerr (MEK) en la región está en aumento, ya sea para la caracterización de materiales magnéticos o magnetoópticos, micro y nanoestructurados. Dependiendo de los recursos o componentes con que cuenten los experimentadores, se podrán presentar diferentes configuraciones instrumentales desde el punto de vista óptico y/o electrónico; pero al margen de estas configuraciones, se deben tener en cuenta ciertos criterios para obtener medidas con un buen grado de precisión. Por esto se presenta una discusión teórica y experimental sobre una metodología a seguir para realizar las mediciones ya sean en busca de características magnéticas o magnetoópticas. Se discute la forma de determinar el valor más cercano a la polarización vertical de la señal lumínica, y la forma de determinar el valor de la rotación en la que debe operar del analizador, dependiendo de la configuración geométrica que se quiera (longitudinal, polar o transversal), esto para realizar caracterización magnetoóptica. También los criterios que se deben considerar para obtener valores que aporten información de tipo magnético con alto grado de exactitud, a nivel eléctrico y geométrico con la fuente de campo magnético, e instrumentales y geométricos, en los conjuntos óptico y electrónico. El proceso se realizó con un magnetómetro Kerr ex situ en configuración convencional que opera en un rango de (0,0 a 1.500) mT ± 0,8 % y que está en funcionamiento en la Universidad Tecnológica de Pereira.

Archivo: FA-147


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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA AUTOMÁTICO DE MEDICIÓN QUE SENSE Y ALMACENE EL PH DE LAS AGUAS RESIDUALES Design and construction of an automatic measurement system to sense and store the waste water ph

A. Ladeus1, J. Plaza 2,, A. Perez2, ,A. Casalla3, 1

Departamento de Física, Grupo instrumentación y metrologías, Universidad del Atlántico. Barranquilla 2 IM , Laboratorio de instrumentación y metrología , Universidad del Atlántico Sede Barranquilla 3

Humedales del Caribe colombianos, laboratorio físico-químico del agua, Universidad del Atlántico, sede Barranquilla

RESUMEN _____________________________________________________________________________ El estudio de sistemas dinámicos de aguas residuales requiere de equipos de medición y control automáticos que garanticen mediciones durante largos períodos de tiempo y la posibilidad del almacenamiento de la información. Por esto, se propone el diseño y construcción de un sistema de medición que permita sensar y almacenar el pH (Potencial de Hidrógeno) de las aguas residuales empleando componentes electrónicos. El encargado de almacenar y registrar los datos sera por medio de un microcontrolador el cual este se programara, para que los datos sean estudiado a un computador.

Archivo: FA-148

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DETECCIÓN DE NITRÓGENO EN UN HUMEDAL ARTIFICIAL DE FLUJO SUBSUPERFICIAL A ESCALA DE LABORATORIO UTILIZANDO TÉCNICAS ESPECTROSCOPICAS DE FLUORESCENCIA Y REFLACTANCIA Lucero Plazas1*, Edison Rosero1, Efraín Solarte1, Enrique Peña2, Miguel Peña3 1

Departamento de Física: Grupo de Óptica Cuántica, Universidad del Valle, Colombia; 2 Departamento de Biología, Universidad del Valle, Cali, Colombia; 3 Fundación CINARA, Facultad de Ingeniería, Universidad del Valle, Cali, Colombia. *E-mail: [email protected] ,

RESUMEN .

Los humedales artificiales constituyen una manera eficiente, limpia y económica de extraer contaminantes y materia orgánica presentes en el agua, ya que los remueven utilizando una serie de procesos tales como: sedimentación física, filtración, precipitación química y absorción por medio de la vegetación. Se investigó la eficiencia de absorción de nitrógeno en hojas de heliconnia psitacorumm, sembrada en un humedal artificial de flujo subsuperficial a escala de laboratorio utilizando técnicas espectroscópicas de fluorescencia corregida por reabsorción. Se logró estimar variaciones porcentuales de nitrógeno de manera no destructiva. El uso de la técnica de fluorescencia (excitación: λ= 470[nm]) permitió determinar variaciones en la concentración de clorofilas a través del tiempo, evidenciando procesos de asimilación de compuestos nitrogenados. Así mismo, se encontraron diferencias en la primera derivada de los espectros de reflectancia y se calculó la fracción de radiación absorbida por el tejido vegetal. Los anteriores procesos están directamente relacionados con la concentración de clorofila en la planta, y su respuesta fisiológica a los niveles de nitrógeno a los cuales ha sido sometida, teniendo en cuenta una carga inicial de nitrógeno presente en el agua a tratar.

Archivo: FA-149


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DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA FUENTE REGULADA DE CORRIENTE CONTINUA PROGRAMABLE l. A. Giraldo1, J. Chicangana2, O. E. Ojeda3, E. Sanchez4 1

1

Departamento de Física, Universidad del Valle, A. A. 25360, Cali, Colombia [email protected] Se diseño y construyo un dispositivo para generar corriente continua, variable entre 0 y 10 A, controlada por computador. Este equipo es útil para las prácticas de docencia e investigación en áreas de electricidad y magnetismo donde se requiere alimentar cargas entre hasta de 0.5Ω, tales como resistencias bobinas y espiras.

Conformarán el instrumento los siguientes bloques funcionales: 1. Rectificación y filtrado; 2. Regulación de la corriente de salida; 3. CPU de control, supervisión y comunicaciones; 4. protecciones; 5. Aplicación (Instrumento Virtual) para manejo y control del equipo desde un computador. Para la etapa de rectificación y filtrado se utilizó un transformador de 120 a 14 VAC seguido de un rectificador de onda completa y un banco de condensadores de filtro; 2. La corriente de salida se reguló manejando la señal de control de un conjunto de transistores, controlando la corriente de base de en una configuración en cascada (Darlinton). Se empleo un conversor digital a análogo (DAC) con el cual se logró el control y supervisión totalmente automática, desde una CPU residente. La CPU se desarrolló en torno a un microcontrolador de Microchip de última tecnología (familia 18F) que además de USART (Universal Serial Asyncronous Reciever and Transmiter) posee puerto USB, lo que permite pensar en una versión posterior del instrumento con este tipo de comunicaciones.

Archivo: FA-150

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IMPLEMENTACIÓN DE LA TÉCNICA DE MICROSCOPÍA INTERFERENCIAL DE BARRIDO, CON ACTUADOR DE BAJO COSTO, PARA INSPECCIÓN Y ANÁLISIS DE SUPERFICIES METÁLICAS H. Altamar1*, Y.A. Torres1 (Hernando Altamar Mercado) 1

Facultad de Ciencias Básicas, Universidad Tecnológica de Bolívar, Cartagena de Indias. [email protected]

La técnica de microscopía interferencial de barrido se constituye en una técnica con las cuál se consigue una resolución aceptable para el análisis de superficies. En ocasiones el elemento actuador en las técnicas de barrido, tales como los elementos piezoeléctricos, elevan el costo de los sistemas de metrología cuyo funcionamiento se fundamenta en las técnicas de barrido. En este trabajo se ha implementado la técnica de interferencia utilizando un objetivo interferométrico tipo Mirau y una fuente de luz policromática en un microscopio con iluminación reflejada. La modulación de fase en el dispositivo interferométrico se consigue mediante el acople de un sistema de engranajes que utiliza un motor paso a paso económico como elemento actuador del tornillo micrométrico del microscopio, este sistema ejecuta el movimiento vertical de la platina, obteniéndose resolución de nanómetros en la posición vertical ella. El motor paso a paso es controlado por computador y se determina la topografía de muestras metálicas a través de un escaneo para la detección de la posiciones de la platina para las cuales se obtiene el mínimo intensidad en cada pixel de los patrones de interferencias registrados con una cámara CCD controlada por computador y sincronizada con el motor paso a paso.

Archivo: FA-151


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DETERMINCIÓN DE CLORUROS EN HERRUMBES DE METALES ANTIGUOS POR ELECTROPOTENCIOMETRIA Aida Liliana Barbosa*, William Mercado. Laboratorio de Investigaciones en Catálisis y Nuevos Materiales LICATUC –Universidad de Cartagena, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Programa de Química, Campus de Zaragocilla, Cartagena-Colombia *[email protected] En ambientes salinos marinos uno de los agentes más importante de corrosión son las sales solubles y entre ellas los cloruros, que se evalúan comúnmente por argentometria, cuyo costo es alto debido al uso de grandes cantidades de AgNO3, aprovechando que la mayoría de laboratorios de química analítica, poseen un electrodo interno de referencia Ag/AgCl, cuyo potencial de media celda se conoce, es constante y completamente insensible a la composición de la solución en estudio. Se procedió a encontrar un protocolo que nos permitiera medir la composición de cloruro en muestras de herrumbres metálicas, usando un electrodo de Ag/AgCl HANNA HI 1331 en línea con un voltímetro electrónico Hanna Instruments HI- 221 para medir la diferencia de potencial de cloruros. Se calculo la pendiente teórica del electrodo selectivo de iones cloruro en el intervalo lineal de respuesta siendo -56 +/-4 mV/década de concentración a 25°C, valor aceptable. Fue estandarizado el método argentométrico, con fines comparativos, obteniendo la curva de calibración mostrada en la fig 1 y para el blanco de reactivos la curva de la fig 2. Obteniéndose una 150

91,2 91,0 90,8 90,6 90,4 90,2 90,0

146

42

144

40

142 140 138 136

0

10

20

30

mL AgNO3

40

132

50

Figura 1. Curva de estandarización -

calibración de Cl

Y= 0,15527 X + 27, 6056 2 R = 0,9783

38 36 34 32

134

130

89,8

44

148

Lectura (mV)

91,4

Cambio de la lectura mV/mL

Cambio de la lectura en mV/mL

91,6

30

0

1

2

3

4

28

mL AgNO3

Figura 2. Curva de estandarización. blanco de reactivos

20

40

60

80

100

-

Concentración Cl (ppm)

Figura 3. Curva del patrón de Cl- por electropotenciometria

concentración de cloruros en el herrumbe de 474,85 ppm. La calibración del ISE de cloruro ,Fig 3, reporto una medida de 499,84 ppm, el porcentaje de error fue del 5% en la lectura obtenida por los dos métodos, lo que nos permite concluir que se puede utilizar electrodo Ag/AgCl para la medición de cloruro en muestras medioambientales. Archivo: FA-152 868


DISEÑO Y FABRICACION DE UN BRAZO MECANICO A. Castillo Ibarra1 , D. García Pulido2 , D. S. Montañez2 , J.S. Flórez Jiménez2 1

Docente, Departamento de Tecnología e Informática Colegio Calasanz Bogotá D.C. 2

Alumnos Décimo B, Colegio Calasanz Bogotá D.C. [email protected]

En este trabajo se presenta la metodología implementada para el diseño y construcción de un brazo mecánico, el cual, hace parte de las actividades académicas desarrolladas en el Seminario de Robótica, que cursan estudiantes de Décimo grado en el Colegio Calasanz de Bogotá D.C.. Parte importante en el proceso de enseñanza aprendizaje, tiene que ver con el desarrollo de competencias científicas y de la adquisición de destrezas por parte del estudiante, que lo sitúen en la opción de poder integrar conocimientos para la búsqueda de soluciones a problemas que se presentan en su entorno. Con la actividad propuesta en el Seminario de Robótica del Departamento de Tecnología e Informática del Colegio Calasanz, se pretende que el estudiante desarrolle habilidades y competencias para el diseño y fabricación de dispositivos mecánicos que tengan aplicaciones industriales. En este caso, la actividad se enfocó en la fabricación de un brazo mecánico con cinco (5) grados de libertad, para realizar esta labor, los estudiantes, debieron aprender conocimientos de física, electrónica básica y el manejo de un software especializado. El brazo se fabricó con material de bajo costo.

Archivo: FA-153


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ANÁLISIS ECONOFÍSICO DE LOS PUNTAJES DEL EXAMEN DE ADMISIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA J. A. Gómez, C. A. Organista*, C. J. Quimbay Grupo de Econofísica y Sociofísica, Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá. *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

La búsqueda de patrones de distribución en sistemas complejos en diferentes áreas del conocimiento ha sido motivo de interés de la comunidad científica durante los últimos años. En particular en el área de la econofísica se ha encontrado a partir de análisis de datos empíricos que los ingresos de la población económicamente activa de cualquier país se distribuyen siguiendo patrones de distribución bien establecidos: para la población de ingresos bajos y medios el patrón es tipo ley exponencial, mientras que para la población de ingresos altos el patrón es tipo ley de potencia. En este trabajo mostramos que cuando analizamos los puntajes obtenidos por los aspirantes que presentaron el examen de admisión de la Universidad Nacional de Colombia, encontramos que el patrón de distribución de las variaciones entre los puntajes ordenados de mayor a menor se ajustan a una distribución tipo ley exponencial (para variaciones pequeñas) y a una distribución tipo ley de potencia (para variaciones grandes), teniéndose un comportamiento similar al observado en los patrones de distribución de ingreso. El análisis mencionado lo realizamos semestralmente, con datos de los últimos cinco semestres, encontrando que dicho comportamiento se presenta en todos los casos. Los anteriores resultados nos permiten concluir que algunas de las técnicas desarrolladas por los econofísicos para el análisis de sistemas complejos pueden usarse como instrumentos novedosos para el análisis de los resultados de evaluaciones académicas.

Archivo: FA-154

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HE ALTAS ENERGÍAS

ESTIMACIÓN DE ERRORES MAGNÉTICOS A PARTIR DEL ANÁLISIS ESPECTRAL DE LAS ÓRBITAS DE LAS PARTÍCULAS EN ACELERADORES DE ALTAS ENERGÍAS A.C. García B.1, J.F.Cardona1* 1

Departamento de Física: Grupo de Física de Aceleradores, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá, Facultad de Ciencias *[email protected] .

En aceleradores de partículas tales como el LHC, la trayectoria del haz es controlada por miles de imanes. La calidad de dicho haz depende, entre muchos factores, de la calidad del campo magnético y de la alineación de cada uno de estos imanes. A pesar que existen técnicas de gran precisión para controlar estos factores durante el proceso de instalación de los imanes, siempre quedan pequeños errores que deben corregirse durante el comisionamiento del acelerador con técnicas basadas en la medición de la posición del haz. En este trabajo se presenta el llamado método de los Términos Resonantes, el cual hace uso del análisis espectral de Fourier en las mediciones de la posición del haz para la estimación de errores magnéticos a lo largo del acelerador. Se describe la formulación teórica del método a partir del Hamiltoniano Magnético y se aplica a un modelo de acelerador compuesto por siete FODO celdas formando un anillo de 10.6 m. El anillo incluye además, imanes sextupolares los cuales se usan como los posibles errores en el acelerador. Los resultados muestran como los términos resonantes resultan afectados por los errores sextupolares y como eventualmente podría extraerse información de estos términos resonantes para la localización y evaluación de los errores a lo largo del acelerador.

Archivo: HE-001

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ON THE EFFECTIVE DESCRIPTION OF LARGE VOLUME COMPATIFICATIONS Diego Gallego Escuela de Física: Grupo de Física Teórica y Computacional, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja, Colombia. RESUMEN .

We study of the reliability of the Two-Step moduli stabilization in the context of type-IIB string compactifications, developing a compact manifold volume with exponential values. The general arguments are understood trough the so called factorizable models of N=1 SUGRA, where the decoupling between two field sectors is easily understood despite the lack of a mass hierarchy. It is shown that the simplified version, where the Dilaton and Complex structure are regarded as completely frozen, is a reliable SUSY description, missing only term suppressed by powers of the volume, and/or are higher order operators in the matter fields irrelevant for moduli stabilization issues. This provided the frozen fields are neutral and fixed by the leading F-flatness solutions. The contribution is based on the preprint already on arXiv http://lanl.arxiv.org/abs/1103.5469

Archivo: HE-002


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DIFERENTES PARAMETRIZACIONES DEL MODELO DE DOS DOBLETES DE HIGGS TIPO III H. Cárdenas1,2*, J. Alexis Rodríguez1**, D. Restrepo3*** 1

Departamento de Física: Grupo de Fenomenología de las Partículas Elementales, Universidad Nacional de Colombia. 1, 2 Escuela de Ingeniería Electromecánica, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. 3 Instituto de Física, Universidad de Antioquia. * [email protected] ** [email protected] *** [email protected] .

Comparamos diferentes parametrizaciones del Modelo de Dos Dobletes de Higgs Tipo III. Específicamente analizamos las presentadas por Haber and Davidson, Cheng and Sher, Pich et. al, Ibarra et. al. (Referenciadas en el trabajo) y una nueva, propuesta por nosotros. En las tres últimas se usa la hipótesis de alineación.

Archivo: HE-003

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DISTINGUIENDO LOS M2DH TIPO II Y TIPO III USANDO EL BOSÓN DE HIGGS CARGADO H. Cárdenas1,2*, J. Alexis Rodríguez1**, D. Restrepo3*** 1

Departamento de Física: Grupo de Fenomenología de las Partículas Elementales, Universidad Nacional de Colombia. 1, 2 Escuela de Ingeniería Electromecánica, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. 3 Instituto de Física, Universidad de Antioquia. * [email protected] ** [email protected] *** [email protected] .

Utilizamos la fracción R, definida como la relación entre los anchos para los decaimientos H⁺→tb y H⁺→τντ con el fin de distinguir fenomenológicamente los modelos de Dos Dobletes de Higgs Tipo II y Tipo III.

Archivo: HE-004


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HIGGS ULTRALIVIANO EN EL MODELO DE DOS DOBLETES DE HIGGS TIPO III H. Cárdenas1,2*, J. Alberto Duarte1**, J. Alexis Rodríguez1*** 1

Departamento de Física: Grupo de Fenomenología de las Partículas Elementales, Universidad Nacional de Colombia. 1,.2 Escuela de Ingeniería Electromecánica, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. * [email protected] ** [email protected] *** [email protected] .

En el marco del modelo de dos dobletes de Higgs más general conocido como tipo III se explora el espacio de parámetros para un bosón de Higgs CP-impar ultraliviano compatible con la búsqueda realizada por BaBar para BR(Υ→A0γ)×BR(A0γ →τ+τ-) y BR(Υ→A0γ)×BR(A0γ →µ+µ-).

Archivo: HE-005

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ESTUDIO RELATIVISTA DEL QUARK-DIQUARK PARA EL NUCLEÓN Cristian Leonardo Gutiérrez1, Maurizio De Sanctis1 Departamento de Física: Grupo de Campos y Partículas, Universidad Nacional de Colombia. *Email del Autor correspondiente: [email protected], [email protected] ESCRIBIR AQUÑI EL RESUMEN DEL TRABAJO (Máximo .


El estudio de los sistemas hadrónicos ha sido un tema de mucha investigación, debido a que una teoría que pueda explicar de forma completa las propiedades de los hadrones, no se encuentra aun disponible. Actualmente la teoría más indicada para estudiar los sistemas sometidos a la interacción fuerte es la Cromo Dinámica Cuántica (QCD), sin embargo esta teoría no permite un estudio perturbativo de los sistemas hadrónicos ligados. Por esta razón los modelos de quarks constituyentes (MQC) se hacen necesarios para estudiar los sistemas hadrónicos. En la estructura de los MQC, el modelo de tres-quarks ha dado buenos resultados con respecto al espectro de masa del nucleón y sus resonancias, sin embargo recientemente se ha pensado en la idea del diquark para estudiar los bariones como compuestos de un quark-diquark; este modelo tiene ventajas obvias ya que reduce el problema de tres a dos cuerpos. Por esta razón un modelo quark-diquark será presentado en este trabajo. En el Hamiltoniano del modelo se utiliza principalmente el potencial de Cornell para la interacción del quark y del diquark, también se introducen los operadores de energía cinética relativista del quark y del diquark y además otros potenciales que son necesarios para reproducir de forma correcta el espectro de masa. El presente modelo permitirá investigar los aspectos fenomenológicos del diquark para estudiar en trabajos posteriores el origen microscópico del diquark.

Archivo: HE-006


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DECAIMIENTOS NO LEPTÓNICOS DEL MESÓN B CONSIDERANDO MESONES EXCITADOS ORBITALMENTE EN EL ESTADO FINAL J. F. Sánchez1 y J. H. Muñoz2 Departamento de Física, Universidad del Tolima, A.A. 546, Ibagué -Tolima 1 juanfsancheza @yahoo.es 2 [email protected] En este trabajo estudiamos de manera sistemática los procesos no leptónicos de uno a dos cuerpos del mesón B incluyendo en el estado final mesones excitados orbitalmente (l=1 o p-wave). Consideramos los cuatro tipos de mesones p-wave: escalares (S), vector-axiales (Ay A') y tensoriales (T). Calculamos las fracciones de decaimiento de los canales B →AT, B → AS y B →AA' asumiendo la hipótesis de factorización y utilizando los modelos de quarks no relativista ISGW e ISGW2 y la aproximación Covariant light-front (CLFA), para calcular los elementos de matriz de las transiciones B → S, B → T y B → A.

Archivo: HE-007

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DECAIMIENTOS NO-LEPTÓNICOS DEL MESÓN BC INCLUYENDO MESONES EXCITADOS ORBITALMENTE EN EL ESTADO FINAL Ricardo Emilio Castro1 y José Herman Muñoz2 Departamento de Física, Universidad del Tolima. A. A. 546, Ibagué - Colombia. 1 2

[email protected] [email protected] .

En este trabajo se calcularon las fracciones de decaimiento de procesos débiles de uno a dos cuerpos del mesón Bc (conformado por los quarks pesados b y c) incluyendo mesones excitados orbitalmente en el estado final, a nivel árbol y asumiendo hipótesis de factorización. Se trabajó con los canales BcTA, BcAA’.y BcSA, donde A (vector axial), T (tensorial) y S (escalar) son mesones excitados orbitalmente (l=1). Para calcular el elemento de matriz de la transición hadrónica , se usó el Modelo de Quarks no relativista de Isgur-Scora-Grinstein-Wise en su versión mejorada (ISGW2).

Archivo: HE-008


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Producción de mesones excitados orbitalmente en decaimientos hadrónicos de uno a dos cuerpos del mesón Bs.

M. A. Rodríguez Márquez1 y J. H. Muñoz2

Departamento de Física, Universidad del Tolima, A. A. 546, Ibagué-Colombia.

[email protected] 2 [email protected]

En este trabajo se obtienen las fracciones de decaimiento de canales hadrónicos a dos cuerpos del mesón pesado Bs considerando mesones excitados orbitalmente (l =1) en el estado final. Incluimos mesones escalares (S), vector-axiales (A y A') y tensoriales (T). Específicamente, trabajamos con los decaimientos Bs → TA, AA', SA. Para obtener las fracciones de decaimiento asumimos la hipótesis de factorización y utilizamos los modelos de quarks ISGW e ISGW2, y la aproximación Covariant Light Approach(CLFA) para evaluar las transiciones Bs → T, A, S. Además, realizamos una comparación de los factores de forma en los modelos mencionados.

Archivo: HE-009

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Revisión de la mecánica estadística cuántica aplicada al problema de la oscilación de neutrinos Carlos G. Tarazona1*, Rodolfo A. Diaz1, Frank Fonseca2 1

Departamento de Física: Grupo de Campos y Partículas, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá 2 Departamento de Física: Grupo de Simulación de sistemas físicos, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá *[email protected] .

En el presente trabajo hacemos una breve revisión teórica de la oscilación de neutrinos, desde el punto de vista de la mecánica estadística cuántica, el cual ha sido un tema poco estudiado desde este enfoque. Para lo cual, consideraremos neutrinos de un modelo SU(2)xU(1), considerándolo como un sistema de dos niveles, el cual interactúa con un baño térmico y usando la ecuación de Langevin analizamos la evolución temporal de la matriz densidad del sistema mostrando nuevas interpretaciones acerca de los tratamientos anteriores a este problema.

Archivo: HE-010


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Producción de Higgs Cargados en Decaimientos de Quarks Top Roberto Martínez, Fredy Ochoa* y Juan Pablo Rubio Departamento de Física, Grupo de Física Teórica de Altas Energías Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá *[email protected] Resumen Se analiza la producción de bosones de Higgs simple y doblemente cargados del Modelo de Tripletes de Higgs (MTH) en colisiones protón-protón vía decaimiento de quarks tipo top. Aunque los canales de producción dominantes de este tipo de partículas corresponden a + -

++ --

procesos tipo Drell-Yan pp -> Z,γ -> H H (H H ), estudiados ampliamente en la literatura, resulta interesante explorar otros canales que permitan caracterizar de manera completa las propiedades de estas nuevas partículas e identificar el modelo teórico que las describe. En particular, es interesante explorar a nivel del LHC en el CERN canales de producción de partículas vía decaimiento de quarks top, donde se espera tener una cantidad enorme de parejas top-antitop (cerca de 80 x 106 eventos anuales), lo cual favorece la posibilidad de detectar nueva física que surja por decaimientos de top. Adicionalmente, el quark top decae rápidamente antes de hadronizar, lo que permite tener predicciones teóricas detalladas de su decaimiento a nivel perturbativo sin involucrar los complejos procesos QCD que se dan durante la fase de hadronización. Teniendo en cuenta condiciones + ++ cinemáticas mínimas para el proceso t -> H (H ) + X, restricciones de procesos con violación de sabor leptónico y restricciones de parámetros de oscilación de neutrinos, se calcula y estudian las condiciones óptimas bajo el modelo MTH que podrían llevar a una posible señal detectable de Higgs cargados por medio del decaimiento del top a nivel del LHC con una energía de c.m. de 14 TeV.

Archivo: HE-011

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Modelos 331 Supersimetricos con Little Higgs. J.M. Cabarcas1, J. Duarte2*, J-Alexis Rodriguez2 1

2

Universidad Santo Tomás Departamento de Física. Grupo de Fenomenologia de Partículas Elementales. Universidad Nacional de Colombia *[email protected], [email protected]

Se presenta el espectro de partículas de una extensión del Modelo Estándar (ME) basada en la simetría de gauge $SU(3)_c \otimes SU(3)_L \otimes U(1)_Y$ (331) sin cargas exóticas. Adicionalmente, se muestra el modelo supersimétrico con espectro “económico” generado mediante el análisis del superpotencial más general posible. Por último, se estudia la inclusión de un mecanismo adicional para tratar el sector escalar conocido como Little Higgs al modelo supersimétrico obtenido.

Archivo: HE-012


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Cambio de sabor leptonico en modelos 331 J.M. Cabarcas1, J. Duarte2*, J-Alexis Rodriguez2 1

2

Universidad Santo Tomás Departamento de Física. Grupo de Fenomenologia de Partículas Elementales. Universidad Nacional de Colombia *[email protected], [email protected]

En modelos de simetría de gauge $SU(3)_c \otimes SU(3)_L \otimes U(1)_Y$ es posible expresar el sector leptónico mediante cinco tripletes descritos en diferentes representaciones de $SU(3)$ y que, incluyen fermiones pesados adicionales. En algunos modelos definidos, existe la posibilidad de presentarse cambios de sabor leptónico en corrientes neutras mediadas por el bosón adicional $Z'$. Se analizan los modelos mas representativos con cambios de sabor en corrientes leptónicas neutras y se calculan restricciones a los parámetros de la matriz de mezcla del sector leptónico de quiralidad izquierda, mediante el ajustes a observables obtenidos de decaimientos del lepton $\tau$ y medidos recientemente por BABAR.

Archivo: HE-013

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Experimento NEXT-100 para detectar el decaimiento doble beta sin neutrinos en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc E. Gómez1,2, R. M. Gutiérrez1,2*, M. Losada1,2, G. Navarro1,2 et al. NEXT collaboration2 1

Centro de Investigaciones en Ciencias Básicas y Aplicadas y Departamento de Física, Universidad Antonio Nariño 2 U. Antonio Nariño, Bogotá, Colombia, U. de Aveiro, Aveiro, Portugal, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley CA, USA, U. de Coimbra, Coimbra, Portugal, U. de Girona, Girona, Spain, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia, Centre d’Etudes Nucléaires de Saclay, Gif-sur-Yvette, France, U. de Santiago de Compostela, Santiago de Compostela, Spain, Texas A&M University, College Station TX, USA, I3M, U. Politécnica de Valencia, Valencia, Spain, U. Politécnica de Valencia, Valencia, Spain, Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC & U. de Valencia, Valencia, Spain, Lab. de Física Nuclear y Astropartículas, U. de Zaragoza, Zaragoza, Spain; Spokesperson Juan José Gómez-Cadena: [email protected] *Autor correspondiente: [email protected] .

En este trabajo se presenta el reporte del diseño conceptual y los progresos del experimento NEXT-100, constituido por una cámara de proyección temporal consistente en un montaje de electroluminiscencia de alto rendimiento (Electroluminescent ApparatuS of high Yield, EASY), y una separación de funciones optimizada (Separated Optimizad Func Tion, SOFT), diseñado para detectar decaimientos doble beta en gas 136Xe a alta presión. Este detector permitirá llegar a una resolución del 1% y bajo ruido de fondo (~10-4 conteos/keV kg y). EASY y SOFT permiten la optimización de la resolución en energía gracias a la amplificación proporcional electroluminiscente con un alto rendimiento de fotones como señal, y una caracterización topológica del decaimiento doble beta para aumentar la separación del ruido de fondo. La utilización de fotomultiplicadores radio puros permite utilizar el centelleo primario del gas para determinar el momento del decaimiento con resolución de nanosegundos. El avanzado estado actual de I&D de NEXT-100 le permitirá en los próximos años ser muy competitivo e incluso el experimento de mayor potencial entre los experimentos con objetivos similares. El decaimiento doble beta es un proceso físico muy lento (poco frecuente), que puede suceder con la emisión de dos antineutrinos o sin emisión de neutrinos; en el segundo caso la evidencia experimental es muy escasa o nula. La observación de un decaimiento doble beta en el modo sin neutrinos, significaría violación de la conservación de numero leptónico e implicaría que el neutrino fuera una partícula de Majorana, i.e. los neutrinos y antineutrinos son partículas idénticas. NEXT-100 tiene todas las condiciones para arrojar resultados muy importantes sobre esta problemática y contribuir de forma significativa a la física de partículas en los próximos dos y tres años.

Archivo: HE-014


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Búsqueda de Física Nueva en Eventos con dos Leptones Aislados del Mismo Signo, Jets y Energía Transversal Faltante en el experimento CMS en el CERN A. Ocampo1* , en representación de la colaboración CMS 1

Departamento de Física: Grupo de Altas Energías, Universidad de los Andes *Email: [email protected]

.

En este trabajo se presentan los resultados de la búsqueda de física mas allá del modelo estándar en eventos con dos leptones aislados del mismo signo, jets hadrónicos y energía transversal faltante en el estado final. La búsqueda fue hecha con los datos obtenidos de colisiones protón-protón a una energía de centro de masa de 7 TeV con una luminosidad integrada de 35 pb-1, estos datos fueron tomados por el experimento CMS en el CERN. El número de eventos observados está en acuerdo con las predicciones del modelo estandar de partículas, por lo tanto no se encontró evidencia de física nueva.

Archivo: HE-015

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Test of an ALFA prototype detector at the CERN SPS

Yohany Rodríguez García1* Thomas Lohse2** Karl-Heinz Hiller3*** 1

Centro de Investigaciones, Universidad Antonio Nariño, Bogotá-Colombia 2 Institut für Physik, Humboldt Universität zu Berlin-Germany 3 DESY Zeuthen, Zeuthen-Germany *[email protected]

**[email protected] ***[email protected]

ALFA (Absolute Luminosity for ATLAS) is a high-precision scintillating fibre detector which has been designed to determine the LHC absolute luminosity at the ATLAS interaction point. This detector consists of eight Roman Pots arranged in four pairs of detector modules on each side of ATLAS at a distance of 240 m. Each detector module is made of ten layers of two times 64 scintillating fibres each (U and V planes). The fibres are coupled to 64 channels Multi-Anodes PhotoMultipliers Tubes read out by compact fronend electronics. The detector modules approach the LHC beam axis up to 1.5 mm to determine the luminosity from the differential spectrum of elastically scattered protons using the optical theorem. This work will deal with the study of hit multiplicity, layer efficiency and spatial resolution of an ALFA prototype using the data obtained during the test beam performed in 2009 at Super Proton Synchrotron (SPS) of CERN.

Archivo: HE-016


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5 ceros de textura y violación CP para las matrices de masa de quarks del Modelo Estándar Jhon David Gomez2,Richard Hamilthon Benavides1,2*,William Ponce2 1

2

Facultad de Ciencias: Grupo GRITAD, Instituto Tecnológico Metropolitano Instituto de Física: Grupo de Fenomenología en Interacciones Fundamentales, Universidad de Antioquia *[email protected]

Se presenta la fenomenología para las matrices de masa de quarks con 5 ceros de textura, contando con un total de 6 posibles formas de texturas con 5 ceros, se demuestra que tres ceros de textura no implican relaciones físicas ya que dichos ceros se obtienen aplicando el método matemático llamado “Weak Basis”, cualquier otro cero de textura implicaría relaciones físicas entre los ángulos de mezcla y las masas de los quarks, además, se realizan predicciones para la violación CP y se muestra por que no es posible tener más de 5 ceros de textura, con el fin de explicar los resultados experimentales concernientes al sector de Yukawa del Modelo Estándar, esto es, tres ángulos de violación CP, las nueve entradas de la matriz de mezcla y las 6 masas de los quarks, primero en forma analítica y luego numérica.

Archivo: HE-017

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Asignación del número leptónico en modelos 3-3-1 Richard Hamilthon Benavides1,2*, William Ponce2 1

2

Facultad de Ciencias: Grupo GRITAD, Instituto Tecnológico Metropolitano Instituto de Física: Grupo de Fenomenología en Interacciones Fundamentales, Universidad de Antioquia *[email protected]

La asignación

del número leptónico y su relación con la masa de los neutrinos es

investigada en varias versiones del modelo . Violación espontánea, explicita y conservación del número leptónico son considerados, mostrando que en algunos de estos modelos es natural encontrar tres neutrinos livianos, justo como los resultados experimentales actuales lo requieren.

Archivo: HE-018


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Producción de Tripletes Leptónicos en modelos Left-Right R. Martínez, F. Ochoa* y J.M. Quimbayo Departamento de Física: Grupo de Física Teórica de Altas Energías Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá *[email protected] Resumen Los modelos Left-Right son extensiones ampliamente estudiados más allá del Modelo Estándar (ME), los cuales incorporan un conjunto de nuevas partículas pesadas que puede en principio ser observadas en la nueva generación de aceleradores de altas energías: en colisiones protón-protón con el LHC en el CERN y en futuros aceleradores de electrones (ILC). Una de las ventajas del modelo es que incorpora de manera natural un mecanismo See-Saw tipo II, el cuál a partir de un nuevo triplete de Higgs, puede originar masa de neutrinos y explicar su pequeño valor en comparación a los leptones cargados. Estudios de producción y detección de tripletes de Higgs se han llevado cabo bajo varios modelos, incluido los Left-Right. Recientemente se ha planteado una extensión adicional de estos modelos que incorporan nuevos tripletes de leptones ΣL y ΣR, el cual también puede predecir masa de neutrinos livianos por medio del mecanismo See-Saw tipo III. Haciendo un análisis detallado de los acoplamientos de los tripletes de leptones, se estudian las condiciones necesarias para producirlos y detectarlos bajo las condiciones cinemáticas del detector ATLAS en el LHC. Se identifican canales de producción óptimos y canales de decaimiento con estados finales a 4 leptones: p,p → 4*l, generando eventos por medio del software CalcHep.

Archivo: HE-019

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Estudio de neutralinos con estados finales de tres muones empleando el simulador PYTHIA 8.1 Ronald Rodríguez1*, Carlos Ávila2, Andrés Osorio2 1

Proyecto curricular de licenciatura en física, Grupo de instrumentación científica y didáctica, Universidad Distrital Francisco José De Caldas 2 Grupo de física de altas energías, Universidad de los Andes, Colombia *[email protected] [email protected], [email protected]

Resumen . Se presenta un estudio de la producción de neutralinos con estado final de tres muones y energía transversa faltante, desde el marco de referencia del modelo MSUGRA. Para tal fin realizamos simulaciones protón-protón a 7 TeV de centro de masa por medio del generador de eventos Pythia 8.1, efectuando simulaciones de SUSY y a su vez corriendo simulaciones de Modelo Estándar que tengan los mimos estados finales de tres muones, para luego emplear filtros que nos permitan reducir el background producido por el Modelo Estándar. Se encontró que la masa invariante para los tres muones en el estado final y la masa invariante para muones de carga opuesta es una variable de especial interés que permite reducir el background. El estudio de la energía transversa faltante producida por SUSY, representa también una cantidad física discriminante para un potencial descubrimiento del neutralino más liviano, que sería uno de los posibles candidatos para explicar la constitución de la materia oscura presente en el universo.

Archivo: HE-020


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LIMITANTES EN UNITARIEDAD DEL MODELO DE DOS DOBLETES DE HIGGS 2HDM

Andrés Castillo1*, Rodolfo Diaz1 1

Departamento de Física: Grupo de Campos y Partículas, Universidad Nacional de Colombia *Email: [email protected]

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Presentamos un estudio de las limitantes establecidas en el modelo de dos dobletes de Higgs (2HDM) a través de la unitariedad de la teoría. A fin de ello, discutimos las motivaciones esenciales para la introducción de un doblete extra en el mecanismo de rompimiento espontáneo de la simetría electrodébil (e.g la similaridad con el sector de Higgs de modelos extendidos, teorías supersimétricas o de gran unificación, y fenomenología como la violación explicita o espontánea de la simetría CP y la inducción natural de corrientes neutras de cambio de sabor (FCNC)). Desde aquí introducimos las diferente formas, esencialmente teóricas, de limitar a los parámetros libres del modelo. En este punto la unitariedad emerge como una limitante fundamental basada en la consistencia interna cuántica de la teoría, siendo por tanto una vía relevante para encontrar valores maximales en las masas del nuevo espectro de Higgs. Para masas por encima de estos valores extremos, la teoría deja de ser perturbativa con lo que nueva física debe aparecer. Terminamos por discutir diferentes maneras de determinar los límites en unitariedad a través del análisis de las amplitudes de scattering de diferentes procesos para el 2HDM.

Archivo: HE-021

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ESTUDIO NUMÉRICO DEL PERFIL DENSIDAD EN ESTRELLAS DE NEUTRONES L. F. Muñoz Martínez, C. J. Quimbay* Departamento de Física, Grupo de Campos y Partículas Universidad Nacional de Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] En este trabajo realizamos un estudio numérico del perfil densidad en estrellas de neutrones, partiendo de considerar que las estrellas de neutrones están compuestas de neutrones, protones y electrones en equilibrio beta, de tal forma que los nucleones interactúan entre sí vía la interacción fuerte efectiva. Inicialmente utilizando un modelo fenomenológico para la interacción fuerte efectiva obtenemos la ecuación de estado en la aproximación de estrella de neutrones fría. A continuación resolviendo numéricamente las ecuaciones de estructura estelar de Tolman-Oppenheimer-Volkoff para la ecuación de estado encontrada, obtenemos la relación masa-radio para una variedad de estrellas de neutrones y encontramos la estrella de masa máxima con su respectivo radio. Para la estrella de masa máxima obtenemos numéricamente la densidad total de la estrella, así como la densidad de cada uno de los tres tipos de partículas presentes en el medio, como función de la distancia al centro de la estrella. Los resultados obtenidos en este trabajo son relevantes para el estudio de las oscilaciones de los neutrinos que se propagan en el interior de la estrella y que son producidos mediante procesos beta.

Archivo: HE-022


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PROPAGACIÓN Y OSCILACIÓN DE NEUTRINOS EN UNA ESTRELLA DE NEUTRONES L. F. Muñoz Martínez, C. J. Quimbay* Departamento de Física, Grupo de Campos y Partículas Universidad Nacional de Colombia *Email del Autor correspondiente: [email protected] En este trabajo estudiamos la propagación y oscilación de neutrinos en una estrella de neutrones, considerando que la estrella está constituida por un medio eléctricamente neutro compuesto por neutrones, protones y electrones en equilibrio beta. Consideramos que las partículas del medio interactuan vía la interacción electrodébil y que existen interacciones entre los nucleones debido a la interacción fuerte efectiva. Primero calculamos en el contexto del Modelo Estándar Electrodébil los potenciales efectivos de los neutrinos que se producen mediante procesos beta y que se propagan en la estrella, a orden de un lazo en el gauge de Feynman, haciendo uso del formalismo de tiempo real de la teoría de campos cuánticos a temperatura y densidad finitas. A partir de estos potenciales efectivos, que dependen de las densidades numéricas de los protones y de los neutrones, y usando las densidades de protones y neutrones que son función de la distancia al centro de la estrella, las cuales fueron obtenidas previamente de forma numérica, estudiamos las oscilaciones de neutrinos entre dos sabores, usando el formalismo de oscilaciones de neutrinos en un medio con densidad variable.

Archivo: HE-023

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Estudio del decaimiento del bosón de Higgs en el canal ZZ empleando el simulador PYTHIA 8.1. Yanira Bautista1, Carlos Ávila2, Andrés Osorio2 1

2

Facultad de ciencias y educación, Universidad Distrital. Grupo de Física de Altas Energías, Universidad de los Andes.

*yadibs @yahoo.com, [email protected],[email protected] ABSTRACT Uno de los canales con alto potencial para encontrar el bosón de Higgs es el canal H → ZZ → 4µ, debido a que todo los estados finales son reconstruidos, permitiendo reducir considerablemente el background del modelo estándar. En este trabajo se realiza un estudio de Monte Carlo sobre la producción y decaimiento del Higgs en este canal. Este estudio se hace a partir de una simulación basada en el generador de eventos Pythia 8.1 en interface con el sistema ROOT, donde se establecen los parámetros de entrada como la masa del Higgs, la energía de colisión (que se fija a 7.0 TeV) y los canales de interés a simular. La factibilidad de encontrar el Higgs en este canal, se estudió para masas en el rango de 120 GeV/C2 a 300 GeV/C2. Se presentan como resultados los filtros que conducen a optimizar el cociente señal a ruido y la luminosidad mínima que se necesitaría para un descubrimiento en este canal.

Archivo: HE-024


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Un modelo evolutivo de DaisyWorld: Papel de las mutaciones y de la selección natural en el proceso de regulación ambiental C. Hincapié1*, J. C. Luna1, B. A. Rodríguez1 1

Instituto de Física: FACom - Grupo de Física y Astrofísica Computacional, Universidad de Antioquia *Email: [email protected]

Daisyworld es un planeta ficticio sin atmósfera en el cual dos especies de flores de diferentes colores, con tasas de crecimiento que dependen de las temperaturas locales de su entorno, compiten por el espacio disponible. A su vez, las especies modifican las temperaturas locales a causa de sus diferentes reflectividades a la radiación solar incidente. Este mundo modela, a través de un sistema dinámico, el acoplamiento entre los sistemas biológicos y el ambiente. Este modelo muestra que la temperatura efectiva del planeta se estabiliza alrededor de un valor óptimo para la vida en un intervalo de diferentes valores de luminosidad solar. Este resultado ejemplifica claramente el enunciado de la hipótesis Gaia, la cual busca explicar las condiciones del entorno geofísico a través de un mecanismo de regulación impulsado por la vida. Se ha propuesto que dicho mecanismo sea la selección natural, pero ¿cómo emerge la regulación del clima a nivel planetario a partir de la selección natural a nivel individual? En este trabajo, hemos modificado el modelo original de Daisyworld incluyendo un algoritmo evolutivo para la variación fenotípica de una población de flores, a través de cambios en un genotipo análogo constituido por un conjunto de parámetros cinéticos asociados a una red metabólica que modela la biosíntesis de flavonoides, compuestos involucrados en la coloración de las flores. Así, nos proponemos evaluar el papel de las mutaciones, y de la presión selectiva ejercida sobre la población de individuos, en el proceso de regulación de la temperatura de un planeta.

Archivo: HE-025

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GRID UNIANDES como GRID-Tier-3 en la red RENATA, herramienta computacional en física de altas energías con el experimento CMS del gran acelerador hadrónico LHC de CERN Carlos Ávila1, Jaime Alfredo Betancourt4, Daniel Burbano2, Andrés Leonardo Cabrera1, Camilo Carrillo1,7, Roger Galindo3, Bernardo Gómez1*, Andrés Holguín2, Marcello Maggi6, Javier Magnin5, Artur Miller Jiménez2, José Herman Muñoz3, Alberto Ocampo1, Andrés Felipe Osorio1, Michael Pérez2, Juan Carlos Sanabria1 1

Departamento de Física, Grupo de Física de Altas Energías, Universidad de los Andes, Bogotá 2 Dirección de Tecnologías de Información, DTI, Universidad de los Andes, Bogotá 3 Departamento de Física, Grupo de Física de Partículas, Universidad del Tolima, Ibagué 4 Departamento de Física, Grupo de Altas Energías, Universidad de Nariño, Pasto 5 Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, CBPF, Río de Janeiro, Brasil 6 Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN) sesión de Bari y Universidad de Bari, Italia 7 Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN) sesión de Nápoles y Universidad de Nápoles, Italia *

Email: [email protected] RESUMEN

Los experimentos de altas energías que se realizan con el gran colisionador de hadrones LHC del Laboratorio CERN, requieren para el análisis de los datos la mayor y más poderosa red computacional de cubrimiento mundial. Participando en el Experimento CMS del LHC el Grid Uniandes ha sido ampliado como Tier-3 dentro de la infraestructura de cómputo del CMS como parte del WLCG (Worldwide LHC Computing Grid). Presentamos la capacidad computacional del Grid Uniandes, de su desempeño desde el año 2008, del software del grid que opera, de los paquetes de altas energías instalados y en uso, y de aplicaciones alrededor de temas del Experimento CMS. El monitoreo y soporte del servicio del Grid Uniandes se realiza a través del ROC-LA (Regional Operation Center Latin America), el grupo de recursos (personal humano, software y hardware) que desde su creación en el año 2009 desde la UNAM en México, Uniandes en Colombia y el CBPF en Brasil da apoyo a la infraestructura grid en Latinoamérica. Reportamos sobre el enlace a través de la red RENATA entre la Universidad de los Andes con su Grid Uniandes y las universidades colombianas, Universidad del Tolima (Ibagué) y Universidad de Nariño (Pasto), y su aplicación a la física de partículas elementales, como simulaciones Monte Carlo de colisiones protón protón a energías del LHC en la búsqueda de supersimetría en eventos con dos leptones, jets hadrónicos y energía transversa faltante en el estado final. Archivo: HE-027


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Resultados Recientes del Experimento ATLAS en el CERN

*

M. Losada*, K. Loureiro*, L.Mendoza* G. Navarro*, Y. Rodríguez* y C.Sandoval* Departamento de Física - Facultad de Ciencias Básicas, Universidad Antonio Nariño M.Losada: [email protected] K. Loureiro: [email protected] L.Mendoza: [email protected], G.Navarro: [email protected] Y.Rodriguez: [email protected] C.Sandoval: [email protected] .

El detector ATLAS en el CERN es un experimento multipropósito orientado al estudio de los diversos campos de la física de partículas a muy altas energías (7 TeV). Dentro de estos campos se estudia la física asociada al modelo standard, física del mesón B, mediciones de precisión de la teoría electro-débil, rompimiento de la simetría electro-débil, física mas allá del modelo standard y búsqueda del bosón de Higgs a través de los diversos canales de decaimiento que predice la teoría. Debido al alto desempeño del detector ATLAS, se pueden detectar partículas en un amplio espectro de energías (MeV a TeV) en un amplio rango del espacio, esto sumado a la alta luminosidad generada por el mas grande colisionador de partículas denominado LHC (Large Hadron Collider) permitirá obtener resultados de nueva física y mediciones de una precisión mayor que los colisionadores predecesores tales como el Tevatron en Fermilab. El objetivo de esta charla es mostrar los resultados recientes obtenidos con base en el análisis de los datos recolectados durante estos casi dos primeros años de operación. Los resultados cubren una amplio espectro de los diversos campos de la física de partículas como estudio de Jets (QCD), medición de masas de bosones W/Z (teoría electro-débil) en sus diversos canales leptónicos y resultados preliminares acerca de búsqueda de partículas supersimétricas y el bosón de Higgs, asi como tambien los nuevos comportamientos fisicos evidenciados por primera vez en la colisiones de iones pesados.

Archivo: HE-028

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LEPTON NUMBER VIOLATION IN 3-3-1 MODELS E. Cataño 1 *, R. Martinez 1 1

Departamento de Física,Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

Abstract We calculate and compare lepton number non-conservation in different versions of 3-3-1 models, including those with right-handed neutrinos. We show how the selection of particle content and scalar sector leads to different terms that contribute to L-violation, which may be important for Leptogenesis. Comparison to current experimental and phenomenological bounds leads to restrictions over some of the relevant parameters.

Archivo: HE-029


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TÉCNICA DE DIAGONALIZACIÓN Y MINIMIZACIÓN NUMÉRICA PARA SISTEMAS HADRÓNICOS David Molina1*, Cristian Gutierrez1, Maurizio De Sanctis1, 1

Departamento de Física: Grupo de Campos y Partículas, Universidad Nacional de Colombia Bogotá DC *[email protected]

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El estudio de sistemas hadrónicos ha sido un tema de constante investigación por parte de los físicos de partículas. La teoría más indicada para estudiar los sistemas sometidos a la interacción fuerte es la cromodinámica cuántica, sin embargo, esta teoría presenta problemas de tipo analítico debido a que en la región de energía de los estados ligados la teoría es no perturbativa y de esta manera se hace imposible realizar cálculos para las cantidades observables. Por esta razón una forma de estudiar estos sistemas son los modelos de quarks. Estos acercamientos están basados en la ecuación de Schrödinger y permite calcular el espectro de los estados excitados del sistema ligado. Como es conocido la ecuación de Schrödinger relativista es soluble analíticamente en muy pocos casos, lo cual hace necesario implementar técnicas numéricas para la solución de esta ecuación; por esta razón en este trabajo se mostrará una técnica de diagonalización y minimización numérica para una matriz Hamiltoniana de dimensión finita utilizando dos bases de funciones de prueba: la base estándar de oscilador armónico y una nueva base generalizada. Este procedimiento será aplicado a algunos problemas físicos de bastante importancia para la física hadrónica, mostrando las ventajas y desventajas de cada una de las bases utilizadas.

Archivo: HE-030

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ESTADO Y EVOLUCIÓN DE LA COLABORACIÓN LAGO: LARGE APERTURE GAMMA RAY BURST OBSERVATORY

Calderón A. R 1,4*, Hernández, H. 2, Núñez, L.A. 1,2,4, Quitian. H1,3, Sanabria J. D4 , Sarmiento C. C1,4 y Suarez D. M1,4 1

Grupo Halley de Astronomia y Ciencias Aeroespaciales, Escuela de Física Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga-Colombia 2 Centro Nacional del Cálculo Científico, Universidad de Los Andes, Mérida .Venezuela 3 Escuela de Quimica, Universidad Industrial de Santander, , Bucaramanga-Colombia , 4 Grupo de Investigaciones en Relatividad y Gravitación GIRG Escuela de Física Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga-Colombia * [email protected]

Resumen .

A pesar de que las observaciones por satélite han permitido desvelar algunos misterios sobre el origen y localización de rayos cósmicos a bajas energías, hay preguntas aún no resueltas en los rangos mas altos de energías (> 1 GeV). El fujo de partículas a altas energías es muy bajo, necesitando de grandes áreas de medición, por lo que la detección de partículas secundarias en observatorios sobre la superficie terrestre representa una solución viable. Aunque el Observatorio Pierre Auger tiene esa capacidad, por sus 16.000m2 de detectores, su baja altura sobre el nivel del mar reduce en gran medida su capacidad de detección. El proyecto LAGO (Large Aperture Gamma Ray Burst Observatory) es una alternativa viable para nuestros países con limitados presupuestos e intenta superar ésta limitación. Este proyecto iniciado en el 2005, sitúa detectores Cherenkov de agua a gran altura. Los sitios de observación han sido seleccionados según: la altitud, la infraestructura académica y técnica, existencia de grupos de investigación para el montaje y mantenimiento de los detectores así como para el análisis, divulgación y preservación de los datos. Este artículo presenta el estado general de los observatorios de México, Bolívia Perú, Venezuela, Colombia y Guatemala. Igualmente se muestra la evolución competitiva: LAGO Grande, que permitirá registrar las componentes energéticas de estos fenómenos. Igualmente se muestran algunos indicios de la utilización este equipamiento para el estudio de la actividad solar y para la identificación de precursores de actividad sísmica.

Archivo: HE-031


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Unificación de acoples de gauge en el modelo estándar, en su versión supersimétrica mínima y en SU(5).

1

Luis A. Sánchez 1, Guillermo Palacio1 Escuela de Física: Grupo de Física Teórica, Universidad Nacional de Colombia A.A 3840. Medellín *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

En este trabajo se hace una revisión de la teoría de unificación de acoples de gauge en el modelo estándar con simetría gauge SU(3)xSU(2)xU(1), en su versión supersimétrica mínima, y en el modelo de gran unificación basado en el grupo simple SU(5). Con base en las ecuaciones del grupo de renormalización, se hace un estudio comparativo de la forma como evolucionan las constantes de acople con la escala de energía y se muestra en qué casos es posible obtener unificación de acoples. En el caso de SU(5) se muestra, además, cómo se introduce el contenido fermiónico del modelo estándar en las irreps de SU(5), se describe el rompimiento espontáneo de la simetría a la escala de unificacíon y a la escala electrodébil, se muestra cómo surgen la cuantización de la carga eléctrica y la predicción de ángulo de Weinberg, y se estudia el conflicto del modelo con el tiempo de vida media del protón.

Archivo: HE-032

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MECANISMO SEE-SAW PARA LA GENERACION DE MASA DE NEUTRINOS Luis A Sanchez1, Emmanuel Díaz1 1

Escuela de Física: Grupo de Física Teórica, Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellín *Email del Autor correspondiente: [email protected]

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Existen claras evidencias experimentales de que los neutrinos oscilan de tal forma que los autoestados de masa son una mezcla de los autoestados de sabor, un fenómeno que solo es posible si esta clase de leptones neutros son masivos. Argumentos astrofísicos llevan a la conclusión de que su masa debe ser mucho menor (≲ 1 eV) que la de los demás fermiones. En la versión mínima del Modelo Estándar de la Física de Partículas los neutrinos son no masivos debido que el modelo no incluye neutrinos derechos. Es por esta razón que, para dar cuenta de neutrinos masivos, se hace necesario extender el Modelo Estándar. En extensiones mínimas del modelo, masas ligeras para neutrinos se logran a través del llamado “mecanismo see-saw” y la inclusión de neutrinos de Majorana. Se presenta aquí el fundamento teórico necesario para la comprensión de este mecanismo, en dos de sus tres versiones: Tipo I: inclusión de neutrinos derechos; Tipo II: inclusión de un escalar triplete de SU(2)L.

Archivo: HE-033


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HAMILTONIAN CHAOS IN THE DUNCE HAT BILLIARD R. Salazar1,*, G.Telléz1,** 1

Departamento de física, Universidad de los Andes, A.A. 4976, Bogotá Colombia * [email protected] * [email protected] .

Se estudia la dinámica de una partícula en el billar DH (Dunce Hat) a escala clásica y cuántica. El sistema es definido como una partícula ligada a moverse en un cono de altura fo en el interior de una barrera de potencial que define el contorno del billar plano correspondiente. El mapa del billar DH se halla analíticamente para un contorno circular mediante una transformación canónica que reduce el problema al billar circular en el plano. La misma transformación es usada para determinar analíticamente las energías y los vectores propios del sistema cuántico correspondiente incluyendo el potencial de confinamiento del cono. A medida que se aumenta fo desde cero la ligadura introducida por el cono deflecta la partícula, y el movimiento de esta se torna caótico para un contorno rectangular. El Hamiltoniano cuántico para este contorno es numéricamente diagonalizado usando el Método de Diferencias Finitas FDM. Se calcula la distribución de espaciamientos entre primeros vecinos NNSD encontrando que el espectro sigue una distribución de Wigner cuando la contraparte clásica del billar exhibe un comportamiento caótico.

Archivo: HE-034

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MODELO AdS/QCD PARA EL ESTUDIO DE COLISIONES HADRONICAS EN EL REGIMEN CINEMATICO DE REGGE (Máximo 300 caracteres con espacio) M. Moncada1* 1

Departamento de Física: Grupo de Campos y Partículas, Universidad Nacional de Colombia * [email protected]

ESCRIBIR AQUI EL RESUMEN DEL TRABAJO (Máximo .


Se presenta el estudio comparativo de un proceso de colisión entre hadrones (2 → 2) en el régimen cinemático de Regge (s>>|t|~ΛQCD ) usando la teoría de Regge y el enfoque holográfico de la correspondencia AdS/CFT con la aproximación de “la pared dura”. Se calculan las secciones eficaces y amplitudes de dispersión en ambos casos, en la teoría de Regge se hace a partir de las propiedades fundamentales de la Matriz S y en la correspondencia AdS/QCD desde el sector bosónico de la teoría de cuerdas enmarcados en el formalismo de la expansión geométrica de Polyakov.

Archivo: HE-035


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ESTUDIO DE MONTECARLO DE PRODUCCIÓN DE S-QUARKS EN COLISIONES PROTÓN-PROTÓN A ENERGÍA DE CENTRO DE MASA DE 7 TeV (Máximo 300 caracteres con espacio) R.R.Galindo1*, J.H.Muñoz1, B.Gomez2 1

2

Departamento de Física: Grupo de Física Quark, Universidad del Tolima Departamento de Física: Grupo de Física de Altas Energías, Universidad de los Andes *Email del Autor correspondiente: [email protected].

Resumen Realizando un estudio de Monte Carlo en colisiones protón-protón a energías de centro de masa de 7 TeV simulado mediante el software CMSSW, donde se busca la señal que deja el decaimiento de un par de s-quarks ó un par s-quark - gluino en eventos que lleven al estado final dos muones con carga opuesta y un neutralino de acuerdo al modelo mSUGRA. Se estudian los resultados de 100.000 eventos simulados en el punto LM2. Aquí se busca determinar los diferentes canales de decaimientos en los cuales las señales de ME no impidan la detección de s-quarks, observando las señales de jets de quarks y la MTE, además de la reconstrucción de las variables cinemáticas donde estén presentes señales de SUSY. Con esto se pretende medir la eficiencia del detector en el experimento CMS en el LHC

Archivo: HE-036

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Minimal flavour violation extensions of the seesaw Rodrigo Alonso1,2, Gino Isidori3, Luca Merlo4,5, Luis Alfredo Muñoz6,7, and Enrico Nardi1,2,3 1

Departamento de Física Teórica, C-XI, Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de Madrid. 2 Instituto de Física Teórica, IFT-UAM/CSIC 3 INFN, Laboratori Nazionali di Frascati 4 Physik-Department, Technische Universität München 5 TUM Institute for Advanced Study, Technische Universität München 6 Instituto de Física, Universidad de Antioquia 7 Grupo GRITAD, Instituto Tecnológico Metropolitano

We analyze the most natural formulations of the minimal lepton flavour violation hypothesis compatible with a type-I seesaw structure with three heavy singlet neutrinos $N$, and satisfying the requirement of being predictive, in the sense that all LFV effects can be expressed in terms of low energy observables. We find a a new interesting realization based on the flavour group $SU(3)_e\times SU(3)_{\ell+N}$ (being $e$ and $\ell$ respectively the $SU(2)$ singlet and doublet leptons). An intriguing feature of this realization is that, in the normal hierarchy scenario for neutrino masses, it allows for sizeable enhancements of $\mu \to e$ transitions with respect to LFV processes involving the $\tau$ lepton. We also discuss how the symmetries of the type-I seesaw allow for a strong suppression of the $N$ mass scale with respect to the scale of lepton number breaking, without implying a similar suppression for possible mechanism of $N$ production.

Archivo: HE-037


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FT FÍSICA TEÓRICA

Efectos de la modulación del índice de refracción intercavidades entre dos microcavidades acopladas en una heteroestructura semiconductora unidimensional Daniel G. Suárez Forero 1, André Goncalves2 , Marcelo Franca Santos2 , Paulo Sergio Soares Guimaraes2 , Juan Pablo Vasco Cano2 , Alvaro Montaña Guerrero1 y Herbert Vinck-Posada1 1

Departamento de Física: Grupo de Óptica e Información Cuántica (GOIC) Universidad Nacional de Colombia 2 Departamento de Física: Grupo de Física de semiconductores de baja dimensionalidad Universidad Federal de Minas Gerais (Brasil) [email protected]

Resumen El estudio de mecanismos físicos que permitan el control de la luz en microcavidades semiconductoras heteroestructuradas es de gran importancia para la implementación de diversos dispositivos optoelectrónicos (Nature 430, 654-657 (5 August 2004)). En el presente trabajo, mostramos los efectos producidos al modular el índice de refracción entre dos microcavidades inmersas en una heteroestructura semiconductora unidimensional, tarea que puede ser llevada a cabo por la exposición de dicho material a un láser intenso. Se proponen diversas formas funcionales de la modulación con el fin de explorar diversos mecanismos de control del acople entre las cavidades de la heteroestructura. En particular, se proponen funciones de modulación tipo gaussiana y armónica. La primera obtenida por la exposición directa a un láser de spot gaussiano, y la segunda obtenida a través de una rejilla de difracción. Los resultados obtenidos muestran una dislocación del gap de la estructura periódica, permitiendo esto controlar la localización del modo fundamental y los modos excitados.

Archivo: FT-001

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Estudio de resonancias de Fano en cristales fotónicos tipo panal mediante el método de matriz de dispersión Lorena Robayo Puerto 1, Juan Pablo Vasco Cano 2 y Herbert Vinck-Posada1 1 Departamento de Física: Grupo de Óptica e Información Cuántica (GOIC) Universidad Nacional de Colombia 2 Departamento de Física: Grupo de Física de semiconductores de baja dimensionalidad Universidad Federal de Minas Gerais (Brasil) [email protected] Resumen La implementación de puntos cuánticos en cristales fotónicos como sistema para el estudio de efectos mecánico cuánticos fundamentales (Nature Photonics 1, 449 - 458 (2007)) ha cobrado reciente interés debido a sus posibles aplicaciones en el desarrollo de nanodispositivos optoelectrónicos. Uno de los mayores intereses a nivel teórico en dichos sistemas es la identificación de efectos disipativos en el perfil de reflectividad de los modos extendidos y confinados que se presentan en estos cristales. En el presente trabajo se analizan de manera teórica las formas de línea de Fano en una franja cristal fotónica tipo panal con periodicidad bidimensional en función de la polarización de la radiación incidente. Estas líneas presentan la asimetría típica debidas a los efectos de interferencia entre el estado discreto determinado por el cristal y los estados del continuo del medio circundante.

Archivo: FT-002


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Dinámica cuántica de dos sistemas de microcavidad-punto cuántico acoplados por reflectores de Bragg modulados en ambientes disipativos. Julián David Mateus Higuera 1, André Gonçalves de Lima2, Marcelo França Santos2, Paulo Sergio Soares Guimarães2, Juan Pablo Vasco Cano2, Karen Milena Fonseca Romero1 y Herbert Vinck-Posada1 1 Departamento de Física: Grupo de Óptica e Información Cuántica (GOIC) Universidad Nacional de Colombia 2 Departamento de Física: Grupo de Física de semiconductores de baja dimensionalidad Universidad Federal de Minas Gerais (Brasil) [email protected] Resumen En el presente trabajo se estudia el cambio de acople entre dos microcavidades tipo λ de GaAs inmersas en un cristal 1-dimensional compuesto por espejos de Bragg de GaAs – AlGaAs cuando el índice de refracción se modula por distintos mecanismos externos. Mostramos que el acople entre ambas cavidades cambia significativamente cuando el índice de refracción en la región intercavidades se modula con un perfil gaussiano, lo que podría hacerse iluminando la región intercavidad con un láser intenso. Esto abre la posibilidad de implementar un interruptor completamente óptico. Para este sistema encontramos que es posible deslocalizar un modo excitado de la cavidad a diferencia del modo fundamental que permanece confinado. Consideramos que cada cavidad contiene un punto cuántico y se estudian las características dinámicas del entrelazamiento cuántico para los fotones y para los excitones en ambientes disipativos. Los mecanismos disipativos que consideramos son la emisión coherente de fotones proveniente de la heteroestructura, el bombeo incoherente y los mecanismos de relajación excitónica en cada punto.

Archivo: FT-003

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Dinámica semiclásica de dos sistemas de microcavidad-punto cuántico acoplados mediante perturbación térmica de los difractores de Bragg Carlos Francisco Peña Camargo, Herbert Vinck-Posada Departamento de Física: Grupo de Óptica e Información Cuántica (GOIC) Universidad Nacional de Colombia [email protected] Resumen El control de las propiedades cuánticas en sistemas semiconductores heteroestructurados ha sido un área de trabajo fuertemente desarrollada en las últimas dos décadas gracias al avance en las técnicas de crecimiento de tales sistemas (S.N.M. Tawil, et al., J. Crystal Growth (2010), doi:10.1016/j.jcrysgro.2010.11.166; J. Appl. Phys. 109, 014309 (2011) ). En el presente trabajo se mostrará un análisis semiclásico para describir la interacción radiación-materia en un sistema heteroestructurado que contiene dos microcavidades y cada una a su vez tiene inmerso un punto cuántico. Estas cavidades se encuentran acopladas a modos de luz del cristal fotónico unidimensional. Dichos modos pueden ser controlados a partir de la modulación del índice de refracción de los reflectores de Bragg de la región intercavidades por la aplicación de un láser intenso en dicha zona. Los resultados teóricos conducen a identificar los efectos de la modulación a nivel dinámico y las características del entrelazamiento cuántico entre estados electrónicos de los puntos.

Archivo: FT-004


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Mecanismo de control del acoplamiento entre cavidades cristalfotónicas. Caso: L3 Alvaro Montaña2, Daniel G. Suarez2,A. Gonçalves1, J.P. Vasco1, P.S.S. Guimaraes1, H. VinckPosada2 * 1 Departamento de Física, Universidade Federal de Minas Gerais, 30123-970, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil 2 Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional, Ciudad Universitaria, Bogotá, Colombia [email protected] Resumen Se realiza un estudio del acoplamiento entre cavidades L3 en un cristal fotónico bidimensional de red triangular, compuesto por huecos en un dieléctrico de GaAs. Una modulación gaussiana del índice de refracción se introduce en la región central intercavidades. Se encuentra que el modo base de las cavidades puede ser fuertemente acoplado mientras los modos excitados no. También reportamos el comportamiento inverso. Dicho grado de acoplamiento puede ser controlado por medio de los parámetros de la modulación gaussiana. Estudiamos diversas disposiciones de las cavidades en el cristal fotónico con el fin de establecer cuáles sistemas favorecen al incremento o disminución del acople. En este trabajo exponemos los resultados de la cavidad L3 con corrimiento lateral, por ser el sistema de mayor relevancia en nuestro estudio

Archivo: FT-005

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Estudio de la emisión dipolar en microcavidades: un análisis comparativo entre las formulaciones del teorema de regresión cuántico y la teoría de funciones de Green José David Hernández 1, Boris A. Rodríguez 2 y Herbert Vinck-Posada1 1

Departamento de Física: Grupo de Óptica e Información Cuántica (GOIC) Universidad Nacional de Colombia 2 Instituto de Física: Grupo de Física Atómica y Molecular (GFAM) Universidad de Antioquia (Colombia) [email protected] Resumen

La descripción teórica de la emisión provista por una microcavidad que contiene puntos cuánticos ha sido modelada a nivel teórico de múltiples formas Phys Rev B, 70, 115304, Phys Rev B, 73, 205330. El problema se hace relevante, debido a que calcular los espectros de emisión es una herramienta útil para los físicos experimentales que trabajan en esta área. En el presente trabajo se hace un análisis comparativo para el cálculo de espectros de emisión, entre la formulación del teorema de regresión cuántico para el sistema disipativo de microcavidad-punto cuántico y la formulación basada en funciones de Green. Dicho análisis permite identificar situaciones donde es más favorable utilizar uno u otro tipo de descripción. En particular, mostramos cómo calcular el espectro de emisión a partir de condiciones de frontera dadas para éste sistema.

Archivo: FT-006


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Estudio numérico de reglas de suma en el plasma de un componente bidimensional

Gabriel Téllez1 1

Departamento de Física, Universidad de los Andes [email protected]

El plasma de un componente es el sistema más sencillo para modelar un plasma o un electrolito. Consiste en un sistema de N partículas con carga eléctrica q, y un fondo neutralizante con densidad de carga opuesta. La estructura de este fluido en equilibrio térmico a una temperatura T está caracterizada por la función de correlación de pares. Esta función satisface un cierto número de propiedades conocidas como reglas de suma, que son reflejo de propiedades especiales de este tipo de sistemas de Coulomb tales como el apantallamiento, y, en dos dimensiones, la invariancia de escala del potencial de interacción de pares, que es, en ese caso, logarítmico. Estas reglas de suma expresan el hecho que los momentos 2, 4, y 6 de la función de correlación toman valores particulares, en el límite termodinámico, que dependen de manera sencilla de la constante de acoplamiento (proporción entre la energía electrostática y la energía térmica). En este trabajo se presentan resultados sobre los momentos de la función de correlación para sistemas finitos, para entender como se aproximan estos a su valor especial en el límite termodinámico, y qué correcciones tienen cuando el sistema no es de tamaño infinito.

Archivo: FT-007

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INTERPRETACIÓN GEOMÉTRICA DE LA FASE EN UNA FIBRA ÓPTICA, A PARTIR DEL TEOREMA DE GAUSS-BONNET Luz Stefany Murcia Correa1*Andres Reyes Lega2† 1

Proyecto Curricular de Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. 2 Departamento de Física: Grupo de Física Teórica, Universidad de los Andes. *[email protected] †[email protected]

El Teorema de Gauss-Bonnet (GBT) es el más profundo y significativo resultado en la teoría de superficies. Su versión más importante relaciona el promedio de la curvatura gaussiana sobre una superficie con una propiedad llamada Número o característica de Euler, el cual es netamente topológico, es decir, que no cambia bajo cualquier deformación continua de la superficie. Así, el GBT permite relacionar propiedades geométricas con propiedades topológicas. En el contexto físico, particularmente en óptica, el GBT hace su aparición a través de ejemplos que a priori no tienen relación alguna con la geometría. Es precisamente este tipo de conexiones “escondidas” entre la óptica, la geometría y la topología lo que hace de la fase geométrica un ejemplo paradigmático de interdisciplinariedad entre estos tres campos del conocimiento. Se ilustrará, entonces, la relación existente entre el GBT y la rotación del plano de polarización de la luz a lo largo de una fibra óptica en espiral, como ejemplo particular de una fase geométrica, donde el vector de polarización describe un circuito cerrado en la superficie de la esfera unitaria, teniendo en cuenta la teoría de transporte paralelo.

Archivo: FT-008


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ANÁLISIS DE CONCEPTOS FORMALES FÍSICOS Juan Carlos Riaño Rojas1, Fredy Angel Jiménez Giraldo2 1

Departamento Matemáticas y estadística 2 Departamento de Física y Química 1, 2 Grupo PCM (Computational Applications) Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales [email protected]

RESUMEN

El análisis de conceptos formales es un modelo algebraico basado en una conexión de Galois, que permite la abstracción de estructuras jerárquicas, a partir de una red de datos, con el fin de analizar y caracterizar la información contenida en esta. Bajo condiciones especificas, como la presión y la temperatura, es posible determinar las propiedades tanto electromagnéticas como estructurales que presenta un sistema monoatómico arbitrario. Con el fin de realizar un estudio laborioso de dichas propiedades sobre la mayor cantidad posible de sistemas de este tipo, bajo condiciones preestablecidas, se recurre al análisis de conceptos formales, para así obtener una estructura matemática capaz de describir un orden sobre la información de la cual se dispone, a partir de la noción de “concepto”, y posteriormente permita la introducción de operadores topológicos con el fin de formar patrones de agrupamiento entre los datos físicos considerados.

Archivo: FT-009

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DINÁMICA DE UNA PARTÍCULA CARGADA EN UNA ONDA PLANA PROGRESIVA Daniel Martínez Tibaduiza1, David Alfredo Torres Bejarano2 1 Departamento de física: Universidad Nacional de Colombia. 2 Físico: Universidad Nacional de Colombia. [email protected] RESUMEN .

Se ha estudiado la dinámica de una partícula cargada, en base al paper de A.Bourdier de 2009 publicado en la revista Physica D, del cual se toma el título para el poster. Se comienza por analizar las ecuaciones relativistas de movimiento para la partícula libre que serán descritas mediante la teoría de Hamilton-Jacobi y luego integradas. Durante la integración se abre la discusión sobre la solución de una ecuación diferencial parcial no lineal de grado 2 y orden 1 debido a que en el paper, al parecer, se omite información sobre una aproximación que implicará la posibilidad de pérdida de información en la interpretación física. Posteriormente, a partir de las ecuaciones de Maxwell y Lorentz se analiza la dinámica de una partícula inmersa en plasma, cuyas ecuaciones se reducen a un Hamiltoniano no integrable. Finalmente se realiza el estudio mediante mapas de Poincaré de la estabilidad del sistema, en donde se encuentra caos.

Archivo: FT-010


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Transición Landau-Zener bajo la acción de un acoplo estocástico Fernando Gómez Ruiz1*, Ferney Rodríguez1, Luis Quiroga1 1

Departamento de Física: Universidad De Los Andes Grupo de Física Teórica de la Materia Condensada * [email protected]

Se presenta un análisis, teórico y numérico, de la dinámica temporal estocástica de las amplitudes de probabilidad de transición dentro del problema de Landau-Zener. Se considera un sistema de dos niveles (qubit) con acoplo entre niveles que varía de manera estocástica de acuerdo a ruido blanco y coloreado. El operador evolución se calcula usando las propiedades de simetría del grupo SU(2). El estudio numérico para diferentes tipos de correlaciones de ruido es particularmente apropiado para calcular la evolución adiabática de Hamiltonianos dependientes del tiempo. Se demuestra que la probabilidad de que el sistema permanezca en su estado inicial después de un tiempo t, presenta un grado de universalidad para ruidos coloreados cuya tendencia a tiempos grandes corresponde al límite obtenido para el caso Landau-Zener original.

Archivo: FT-011

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TELETRANSPORTE DE ESTADOS CUÁNTICOS: FIDELIDAD DE LA TRANSFERENCIA

1 L. E. Cano Fernández , J. E. Ospina Morales1*, K. M. Fonseca Romero1 1Departamento de Física: Grupo de Óptica e Información Cuántica, Universidad Nacional de Colombia * [email protected]

Se hace una caracterización estadística del teletransporte de estados puros de dos niveles usando el protocolo de teletransporte de Bennet, suponiendo que el recurso necesario para realizar tal proceso, un par de Bell, se ha degradado. Suponemos que el recurso es un par de Bell genérico y que la degradación es independiente pero idéntica para cada unos de los bitios que hacen parten del par de Bell. Estudiamos los siguientes canales: de disipación de la amplitud, despolarizante, y de disipación de la fase. A partir del comportamiento de la fidelidad media, de la fidelidad del recurso y de la concurrencia para cada uno de los ambientes, se encuentra, a pesar de que el grado de enredamiento pone una cota a la fidelidad del teletransporte, la fidelidad del recurso es la cantidad que limita la calidad del proceso de teletransporte en los casos estudiados.

Archivo: FT-012 copia


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RELACIONES DE COMPLEMENTARIEDAD SISTEMA-SUBSISTEMA EN UN SISTEMA BIPARTITO CON DISIPACIÓN J. A. Rubiano Forero 1*, J. E. Ospina Morales1, K. M. Fonseca Romero1

1Departamento de Física: Grupo de Óptica e Información Cuántica, Universidad Nacional de Colombia *[email protected] Se estudian las relaciones de complementariedad sistema-subsistema en un sistema compuesto por dos bitios cuánticos. Si se define la información de manera adecuada (en términos de cantidades tales como concurrencia, visibilidad y previsibilidad) y se prepara el sistema de los dos bitios en un estados puro, se sabe que la información contenida en el sistema como un todo, más la información de uno de los subsistemas es una constante. Si permitimos que el sistema evolucione de manera no unitaria, en particular que uno de los bitios interaccione con un baño térmico a temperatura cero, el estado del sistema se vuelve mezclado y el contenido de información en el sistema disminuye. Se conjetura que la pérdida de información cuantificaría el grado de enredamiento tripartito entre el sistema de dos bitios cuánticos y el baño térmico.

Archivo: FT-013

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0PERADORES RADIALES PARA EL ATOMO DE HIDROEGENO RELATIVISTA Y SU ALGEBRA DE LIE.

R. Carrillo M1*, J.Pacheco F1, H. Paz 1 1

Departamento de Física: Grupo de Historia y enseñanza de la física, Universidad Popular del Cesar.

* [email protected] La ecuación de Dirac para el movimiento de un electrón en un campo central, campo de coulomb en particular, permite la separación exacta en coordenadas esféricas, es decir permite solución exacta. La solución de la parte radial tiene dos componentes, las cuales se encuentran acopladas con dos ecuaciones lineales de primer orden. Cuando las ecuaciones radiales se desacoplan se originan dos operadores que funcionan como operadores escalera para los estados ligados radiales del electrón. Para construir el algebra que cumplen estos operadores introducimos una variable compacta “phi” asociada con variación de fase y se encuentra que el algebra asociada es la del grupo S (1,1)

Archivo: FT-014


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Aplicación de la mecánica estadística al estudio de líneas melódicas Jorge Eduardo Useche Ramírez1*, Rafael Germán Hurtado Heredia1,2 1

Departamento de Física: Grupo de Campos y Partículas, Universidad Nacional de Colombia 2 Investigador asociado, Centro Internacional de Física * Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN

Se estudia la estructura tonal de líneas melódicas de la tradición musical occidental a partir de la frecuencia de ocurrencia de elementos constitutivos asociados a propiedades de consonancia. El modelo de análisis utiliza pares de alturas o tonos sucesivos como la estructura tonal mínima de una melodía. A cada par de sonidos sucesivos producidos por un instrumento musical con afinación temperada se le asigna una cantidad relacionada con la diferencia de densidad de energía acústica por ciclo. Esta cantidad se define a partir de las frecuencias fundamentales de los sonidos, tomando amplitudes iguales para todos ellos, y expresa el grado de consonancia entre sonidos simultáneos o producidos en sucesiones rápidas. Se encuentran distribuciones de probabilidad para las estructuras tonales de tipo exponencial en el caso de líneas melódicas aisladas y tanto exponenciales como de ley de potencia para la superposición de líneas melódicas pertenecientes a una misma obra. Finalmente se plantea un modelo basado en la minimización de la entropía cruzada bajo dos ligaduras, relacionadas con reglas de composición musical, con el fin de reproducir las distribuciones de probabilidad encontradas en líneas melódicas aisladas. Nuestros resultados son consistentes con un modelo para las líneas melódicas análogo a un ensamble canónico para el caso de un gas degenerado de partículas distinguibles.

Archivo: FT-015

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GRAVEDAD MODIFICADA Y COSMOLOGÍA A PARTIR DE PROCESOS DE COMPACTIFICACION Jhonny Andrés Agudelo Ruiz†, Armando Idarraga López‡ †‡

Facultad de Ciencias Básicas, Grupo de Gravitación y Teorías Unificadas, Universidad Tecnológica de Pereira †

Email: [email protected] Email: [email protected]

‡

RESUMEN Se planteará una acción multidimensional correspondiente a un modelo proveniente de la teoría M/cuerdas y su equivalente en el híper-espacio 4 − !"#$%&"'%() deducido mediante un proceso de compactificación que depende del tipo de geometría considerada para el espacio interno definido como una variedad. Posteriormente, buscaremos las ecuaciones de campo modificadas obtenidas a partir de la acción resultante y analizaremos sus implicaciones cosmológicas considerando el universo como un sistema físico homogéneo e isotrópico asignándole las propiedades de un fluido perfecto. Finalmente, se realizará un estudio detallado de parámetros cosmológicos como: la evolución del parámetro de escala en este modelo, las condiciones de energía, el valor o posibles valores del parámetro y la constante de Hubble, hasta finalmente poder concluir si el modelo coincide con un universo en expansión acelerada tal y como se establece actualmente en el modelo Λ!"#.

Archivo: FT-016


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DIFERENCIA DE COMPORTAMIENTOS CLÁSICOS Y SEMICLÁSICOS RESULTADO DEL USO DE APROXIMACIONES CON UN POTENCIAL DESCRIPTOR PARA UN SISTEMA CUÁNTICO.

John Jairo Zuluaga Quintero1, Alina Lucia Imbeth Luna2 Instituto de Física, Grupo de Física Industrial y de la Radiación, Universidad de Antioquia 2 Departamento de Ingeniería Industrial,facultad de Ingeniería, Grupo de Física Industrial y de la Radiación, Universidad de Antioquia *Email del Autor correspondiente:jzulu @fisica.udea.edu.co 1

El potencial interacción entre un átomo y una superficie metálica puede obtenerse por medio del método de imágenes electrostáticas. Una aproximación cuadrática a este potencial brinda excelentes resultados cuando el sistema es estudiado cuánticamente a ciertas distancias del átomo respecto a la superficie. En este trabajo se estudia la dinámica clásica y Semiclásica de este sistema, usando la aproximación cuadrática y el potencial imagen, teniendo en cuenta el efecto de la distancia. Clásicamente se encuentra que esta aproximación difiere al compararla con el potencial imagen para ciertas distancias donde el resultado cuántico es satisfactorio. Sin embargo en el caso Semiclásico la evolución temporal de la función de onda y el cálculo de la densidad de niveles se comporta de manera similar al caso cuántico, a pesar de que ambas se construyen a partir de las trayectorias clásicas. En conclusión, la aproximación Semiclásica permite obtener información aproximada sobre el comportamiento de este sistema cuántico, a pesar de que el comportamiento clásico difiere, ya que el potencial aproximado torna el sistema clásico en regular donde debería de ser caótico.

Archivo: FT-017

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ESTRUCTURA ELECTRONICA DEL ESTADO FUNDAMENTAL Y EL PRIMER ESTADO SINGLETE DEL COMPUESTO 2,5 DIFENIL-OXAZOL EN FASE GASEOSA Y LA INFLUENCIA DE LA SUSTITUCION HALOGENA EN HETEROATOMOS: UN ENFOQUE DESDE LA TEORIA DE LOS FUNCIONALES DE LA DENSIDAD DEPENDIENTE DEL TIEMPO Oscar Neira Bueno1, Rafael Carrasquilla1, R. Alvarez B.1* 1

Departamento de Física: Grupo de Espectroscopia Óptica y Laser, Universidad Popular de Cesar * lic.alvarez_ramon @hotmail.com

RESUMEN DEL TRABAJO .

Se presentan los resultados de la influencia de la sustitución halógena en las propiedades opto-electrónicas de la molécula 2,5-difenil-oxazol en fase gaseosa para el estado fundamental y primer estado singlete, cuando la sustitución se hace en uno de los hidrógenos laterales ubicados en las posiciones orto, para y meta del anillo de fenil. El estudio se hizo empleando el enfoque de la Teoría de los Funcionales de la Densidad con la funcional B3LYP, a fin de garantizar los efectos de intercambio corregido con los tres parámetros de Becke, y la correlación corregido de Lee, Yang y Parr. Para ello se emplearon los algoritmos computacionales del paquete de programas Gaussian 09. La influencia se caracterizó mediante la cuantificación de las propiedades estructurales y electrónicas fruto de la sustitución halógena en diferentes posiciones del anillo de fenil.

Archivo: FT-018


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ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DE ABSORCIÓN Y EMISIÓN DE LOS COMPUESTOS EN FASE GASEOSA DE LA MOLECULA 2,5 DIFENIL-OXAZOL Y LA INFLUENCIA DE SUSTITUCION HALOGENA EN HETEROATOMOS UTILIZANDO LA TEORÍA DE LOS FUNCIONALES DE LA DENSIDAD DEPENDIENTE DEL TIEMPO Oscar Neira Bueno1, Rafael Carrasquilla1, R. Álvarez B.1* 1

Departamento de Física: Grupo de Espectroscopia Óptica y Laser, Universidad Popular de Cesar * lic.alvarez_ramon @hotmail.com RESUMEN DEL TRABAJO .

Se presenta una caracterización de los espectros de absorción y emisión desde la perspectiva de la teoría de los funcionales de la densidad en su versión dependiente del tiempo (TD-DFT) empleando la funcional hibrida B3LYP y el conjunto de base 6-31+G(d). Las geometrías del estado fundamental (S0) y del primer estado singlete excitado (S1). Para ello fueron optimizadas sus geometrías en fase gaseosa. Finalmente, de determino las transiciones verticales (π→π*) que dan origen a los espectros de absorción y emisión de cada una de las estructuras estudiadas, a partir de las estimación de la fuerza del oscilador.

Archivo: FT-019

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INFLUENCIA DEL DESORDEN ESTRUCTURAL SOBRE LA MECÁNICA ESTADÍSTICA DE LA FRACTURA DE UNA PELÍCULA DELGADA POR EFECTO DEL SECADO Gabriel Villalobos1,2, Ferenc Kun3, José Daniel Muñoz1,2* 1

Departamento de Física: Grupo de Simulación de Sistemas Físicos. Universidad Nacional de Colombia 2 CeiBA-Complejidad CeiBA-Complejidad. Carrera 19A 1-37 Este Of. C222 Bogotá, Colombia. 3 Department of Theoretical Physics. University of Debrecen, H-4010 Debrecen, P.O.Box 5, Hungary. *Email del Autor correspondiente:[email protected] .

Este trabajo estudia por medio de simulaciones numéricas el efecto del desorden estructural en la mecánica estadística de las fracturas de una capa delgada de un material sujeta a secado uniforme, como por ejemplo recubrimientos y películas delgadas. La capa se discretizada por medio de una red triangular casi uniforme de masas unidas por resortes. El proceso de secado se modela reduciendo de la longitud natural de los resortes, que poseen umbrales de ruptura aleatorios. El ancho de la distribución uniforme de estos umbrales da la medida del desorden estructural, ξ, del material. Nuestras simulaciones revelan la existencia de una transición de fase en la cual el desorden es el parámetro de control. Para sistemas con bajo desorden el proceso de fractura está dominado por la aparición temprana de una fractura macroscópica, junto con una distribución exponencial de las avalanchas subsiguientes. Para desórdenes altos, el fracturamiento ocurre en avalanchas de tamaño pequeño, también distribuidas exponencialmente, que se unen hasta romper la muestra. Entre las dos fases ocurre una transición de fase abrupta, caracterizada por el valor crítico ξc = 0.40 ± 0.01, donde la distiribución de avalanchas es una ley de potencias con exponente τ = 2.6 ± 0.08, coherente con el valor 5/2 para el campo medio del modelo de haces de fibras. Más aún, por medio de escalamiento finito se obtiene que tamaño promedio de la avalancha más grande, , funciona bien como parámetro de orden, con exponentes críticos β/ν = 1.4 y 1/ν = 1.0, y que el promedio de la razón entre el segundo y el primer momento de la distribución de avalanchas muestra un comportamiento similar a la susceptibilidad de una transición contínua, con γ/ν = 1 y 1/ν =0.9. Estos resultados sugieren que la transición de este tipo de fracturas es similar a una transición contínua.

Archivo: FT-020


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LA FUNDAMENTACIÓN DE LA MECÁNICA CUÁNTICA, A TRAVÉS DEL CONCEPTO DE INFORMACIÓN: LA PERSPECTIVA DE ANTON ZEILINGER Juan Diego Acevedo Palacio1*, Boris A. Rodríguez1 1

Instituto de Física, Grupo de Física Atómica y Molecular, Universidad de Antioquia *[email protected]

La Mecánica Cuántica se muestra como una teoría exitosa en la descripción del micromundo, y ha dado lugar a grandes avances tecnológicos. Sin embargo, aun hoy se conserva la discusión sobre la interpretación de la teoría. De hecho, existen diversas interpretaciones de la Mecánica Cuántica que pretenden explorar ideas sobre la naturaleza, sobre el mundo, o sobre nuestra posición en el mundo; precisamente la vigencia de este debate, permite evidenciar que no existe un principio fundacional para la Mecánica Cuántica. En este trabajo se realiza una revisión crítica a un posible principio fundacional para la Mecánica Cuántica, formulado por el profesor A. Zeilinger (Foundations of Physics, 29, 631 (1999); Phys. Rev.A 63, 0022113 (2001)), a través del concepto de información, donde el entrelazamiento es descrito a través de proposiciones conjuntas, además de mostrar la inadecuada aplicación de la medida informacional de Shannon en los sistemas cuánticos. También, se propone cambiar la aleatoriedad esencial resaltada por A. Zeilinger, por la imposibilidad de atribuir propiedades a priori a los objetos cuánticos antes de ser sometidos a algún tipo de medición (i.e. la negación del juicio de atribución de la lógica clásica), propiedad entendida actualmente como contextualidad en la Mecánica Cuántica.

Archivo: FT-021

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SOBRE LA EQUIVALENCIA ENTRE UN STERN-GERLACH Y UN MACHZENDER COMO SISTEMAS CUÁNTICOS ELEMENTALES Juan Diego Acevedo Palacio1*, Karen M. Fonseca2, Boris A. Rodríguez1 1

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Instituto de Física, Grupo de Física Atómica y Molecular, Universidad de Antioquia Departamento de Física, Grupo de Óptica e Información Cuántica, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá. *[email protected]

Desde una perspectiva teórica, los sistemas de dos niveles, por ejemplo los sistemas de espín ½, son de gran importancia porque permiten construir todo el aparato conceptual de la Mecánica Cuántica, como lo hacen A. Peres y J. Sakurai en sus libros de texto. Desde la perspectiva experimental, a menudo se somete a prueba la Mecánica Cuántica, y entre los montajes usuales, se encuentran los interferómetros de tipo Mach-Zender que prueban la complementariedad para estados cuánticos puros de la luz de un solo fotón. Esta clase de experimentos se interpretan como un sistema de dos estados; sin embargo no existe aún en la literatura un desarrollo formal que muestre los observables asociados a dichos experimentos. En este trabajo se muestran los observables cuyos valores esperados se miden en montajes de tipo Mach-Zender y se muestran las relaciones de conmutación que cumplen dichos operadores, además de realizar una tomografía del estado cuántico de entrada al montaje. Finalmente se muestra una comparación con la matriz que representa el operador de espín para una dirección arbitraria, logrando mostrar la equivalencia completa con el formalismo de Stern – Gerlach.

Archivo: FT-022


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PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE ENREDAMIENTO DE ESTADOS EXCITADOS EN CADENAS DE ESPINES DEL TIPO XY (Máximo 300 caracteres con espacio) Alonso Botero Mejía1, Mauricio Mariño2 1

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Departamento de Física, Grupo de Física Teórica, Universidad de los Andes Departamento de Física: Grupo ECM, Facultat de Física, Universitat de Barcelona *Email del Autor correspondiente: [email protected] .

Las propiedades estadísticas de espacios de Hilbert de grandes dimensiones sugieren una interesante correspondencia entre la física estadística y la física cuántica. Sean A y B dos sistemas cuánticos suficientemente grandes, y donde B representa un entorno para A. Es posible demostrar entonces que prácticamente cualquier estado cuántico enredado del sistema total A+B con una cierta restricción R (por ejemplo sobre la energía total), tiene la propiedad de que en el sistema A, la matriz de densidad parcial ρ A del estado coincide (salvo pequeñas fluctuaciones) con la matriz de densidad canónica para R. De este resultado, también llamado tipicidad canónica, se deduce que para casi todos los estados compatibles con R, la entropía de enredamiento entre A y B coincide con la entropía termodinámica correspondiente a la restricción. Una pregunta natural es si en el caso de la energía, los estados propios de un Hamiltoniano entre A y B (débilmente acoplados), son canónicamente típicos. Investigamos esta pregunta en el límite termodinámico de la cadena unidimensional de espínes del tipo XY y mostramos que para estados excitados, la entropía de enredamiento entre una región de la cadena y su complemento típicamente coincide con la entropía termodinámica correspondiente. Se deduce así que la entropía de enredamiento de un estado excitado genérico escala con el tamaño de la región, contrastando fuertemente con el enredamiento del estado fundamental, el cual es constante o escala logarítmicamente dependiendo de sí el tamaño de la región es mayor o menor que la longitud de correlación.

Archivo: FT-023

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AdS/CFT Correspondence M. A. Martín Contreras1, J. M. Rolando Roldán2 1,2

High Energy Physics Group, Department of Physics, University of Los Andes, Bogota, Colombia 1 [email protected] 2 [email protected]

On the picture of String Theory, when we consider a collection of p-branes, we find a space-time geometry (a Gravity Theory in d + 1 dimensions) that can be related to Conformal Theories (that live in d dimensions) with the particularity that the couplings of both theories are inverse-related when we impose the correct conditions (the Large Nc expansion). The main object of this talk is to introduce the basic ideas in order to obtain the Correspondence (in the extremal case) between the Supergravity Type IIB (SUGRA IIB) in the Bulk of AdS5 with the N =4 Super Yang-Mills theory (N = 4 SYM) living on the boundary of the same space.

Archivo: FT-024


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Energy loss of a Heavy Parton on a SYM plasma using AdS/CFT Correspondence M. A. Martín Contreras1, J. M. Rolando Roldán2 1,2

High Energy Physics Group, Department of Physics, University of Los Andes, Bogota, Colombia 1 [email protected] 2 [email protected]

In this letter we model the energy loss of a heavy parton moving across a Strong Plasma using AdS/CFT Correspondence. The goal of this calculation is to introduce a toy model for the Jet Quenching in that strong media. We consider a N = 4 SU(Nc) SYM plasma at large ’t Hooft coupling. From the AdS/CFT Correspondence, we model a parton as classical string ending on a D7-brane. Finally, we calculate the friction coefficient as function of the parton mass. This coefficient is related to the Jet Quenching parameter. Since SYM plasma is a good model for hot, strongly coupled QCD, this model can be used as a toy model for relevant Heavy Quark Physics in Hadron Colliders, such as LHC.

Archivo: FT-025

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Schmidt coefficients distribution of random pure states of indistinguishable particles Sergio D.Solórzano1, Carlos Viviescas1 1

Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia

For bipartite systems, the Schmidt decomposition gives all the information about the entanglement of the system, the behavior of the distribution of these coefficients for random (distinguishable particles) pure states is well known in the literature. In this work we study the distribution of the fermionic and bosonic Schmidt coefficients for indistinguishable particles random pure states; we provide analytic as well as numerical results and point out how the particle’s statistics account for the differences between these cases and the distinguishable particles case.

Archivo: Caracterización De Arena Para Su Posible Uso Como Dosímetros De Radiación por EPR


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Entanglement dynamics in open quantum systems and Hilbert space localization Carlos Viviescas1* 1

Departamento de Física: Grupo Caos y Complejidad, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá, Carrera 30 No.45-03, Bogotá, Colombia *[email protected]

We present and overview of the characterization of the dynamical evolution of entanglement in open two-qubit system by means of diffusive quantum trajectories. We show how this method allows for a complete description of this phenomena providing deterministic evolution equations for some experimentally relevant cases, and excellent upper bounds for the entanglement dynamics and in some other cases. To conclude, we illustrate how the power of the method emerges from the intimate relation between entanglement and the localization in Hilbert space present in linear diffusive unraveling. For all cases study we propose quantum optical experimental setups which allow for a real time measurement of the entanglement time evolution.

Archivo: FT-027

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Caminatas cuánticas en presencia de ruido: de cadenas harmónicas a procesos difusivos Juan Camilo Castillo1*, Ferney Rodríguez1, ,Luis Quiroga1 1


Las caminatas aleatorias y las caminatas cuánticas tienen comportamientos distintos debido a que estas últimas presentan propiedades de coherencia Sin embargo, la coherencia depende de un medio perfecto, que es difícil de reproducir experimentalmente. Por esta razón analizaremos lo que sucede con la dinámica temporal de caminatas cuánticas en presencia de ruidos aleatorios. Se demuestra que cuando una partícula en una cadena unidimensional, puede saltar aleatoriamente entre sitios, la probabilidad de estar en un sitio presenta inicialmente las características de un sistema cuántico en un medio perfecto, pero a medida que pasa el tiempo, se pierde la coherencia y el sistema empieza a mostrar algunas características típicas de una caminata aleatoria clásica. Ambos regímenes de comportamiento, clásico y cuántico, pueden relacionarse con algunos modelos clásicos bien conocidos: osciladores armónicos acoplados y difusión, respectivamente. Finalmente se estudia qué tan válida es la analogía entre los sistemas cuánticos y los osciladores armónicos acoplados que describen propiedades clásicas, cuando hay presencia de ruido. Se demuestra que para el transporte de energía en sistemas biológicos existen regímenes difusivos y superdifusivos que pueden determinar que tan cuántico o clásico es el transporte de energía en sistemas fotosintéticos.

Archivo: FT-028


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Correlaciones cuánticas en presencia de ruidos blanco y coloreado Juan Camilo Castillo1*, Ferney Rodríguez1,Luis Quiroga1 1


En este trabajo trataremos un sistema de dos qubits no interactuantes, inicialmente enredados, cada uno bajo la influencia de ruidos estocásticos independientes, y se estudia el comportamiento de la concurrencia y la discordia cuántica cuando el ruido está correlacionado (gaussiano) o no correlacionado (blanco). Se demuestra que para algunos estados iniciales se presenta el fenómeno de muerte súbita del enredamiento si este se mide según la concurrencia de Wooters, pero no sucede algo similar cuando se calcula la discordia cuántica. Finalmente, se estudia el comportamiento de la desigualdad entre correlaciones cuánticas temporales tipo Leggett-Garg en presencia de ruido. Se demuestra que esta desigualdad no se viola para ruidos que presentan correlaciones temporales.

Archivo: FT-029

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SOLITONES Y PULSOS GAUSSIANOS EN FIBRAS ÓPTICAS IDEALES R.Cano1, A.Benavides2, E.forero1 3

Departamento de Física, Universidad Nacional [email protected], [email protected], 1 edwinjo023 @hotmail.com.

Resúmen . En este trabajo se estudia la propagación de solitones y pulsos gaussianos en fibras ópticas ideales, mas específicamente en dieléctricos tipo χ^2, resolviendo numéricamente por el método de diferencias finitas y factorización de Crout el sistema de ecuaciones diferenciales la cual describe dicha propagación, y se comparó con una solución analítica.

Archivo: FT-030


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SECCIONES DE POINCARÉ COMO UNA HERRAMIENTA EN EL ANÁLISIS CUALITATIVO DE CAOS EN UN CIRCUITO DE CHUÁ Malory Johana Sánchez Buitrago1, Andrés Fernando Pedraza Hernandez1, Alejandro Hurtado Marquez1 1

Proyecto curricular de Licenciatura en Física: Grupo de investigación Física e Informática FISINFOR, Universidad Distrital Francisco José De Caldas [email protected] Resumen

El circuito de Chuá es una de las formas experimentales más simples que existen para visualizar comportamientos caóticos en sistemas electromagnéticos, por esta razón se realiza el análisis de este tipo de comportamientos desde las leyes de Kirchhoff, posteriormente se realiza una interpretación en el programa EJS® desde las secciones homocíclicas de Poincaré que se generan al colocar el estado de la carga y el estado de la corriente eléctrica en determinado periodo de tiempo , finalmente se pretende determinar cualitativamente bajo qué condiciones de resistencia, inductancia, capacitancia, etc. existe caos en este tipo de circuitos.

Archivo: FT-031

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ANÁLISIS DE CAOS EN UN CIRCUITO DE CHUÁ MEDIANTE LOS EXPONENTES DE LYAPUNOV EN EL PROGRAMA EJS ®

Andrés Fernando Pedraza Hernandez1, Malory Johana Sánchez Buitrago1, Alejandro Hurtado Marquez1 1


El circuito de Chuá es una de las formas experimentales más simples que existen para visualizar comportamientos caóticos en sistemas electromagnéticos, por esta razón se realiza el análisis de este tipo de comportamientos desde las leyes de Kirchhoff, posteriormente se realiza una interpretación desde los exponentes de Lyapunov en el programa EJS® en la cual no se observan diferencias entre trayectorias, sino diferencias entre la evolución de las cargas de dos sistemas con condiciones iniciales similares, y se determina bajo qué condiciones de resistencia, inductancia, capacitancia, etc. existe caos en este tipo de circuitos.

Archivo: FT-032


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DETERMINACIÓN DE CAOS EN UN SISTEMA PÉNDULO-MUELLE MEDIANTE LAS SECCIONES DE POINCARÉ

Andrés Fernando Pedraza Hernandez1, Malory Johana Sánchez Buitrago1, Julián Salamanca Bernal1* 1


Se estudia el comportamiento de un sistema péndulo-muelle desde la dinámica de Lagrange y de Hamilton, resaltando sus principales características e indicando la evolución del sistema desde la concepción de los dos sistemas por separado, los cuales tienen un comportamiento determinista , posteriormente se analiza el caso en el cual estos sistemas se acoplan, se realiza una simulación computarizada en el programa EJS® en la cual se muestra dicho fenómeno, su evolución temporal y las graficas de las secciones de Poincaré que se generan (tanto para el péndulo como para el sistema masa-muelle), y de esta forma determinar cualitativamente en qué casos se puede presentar caos en este tipo de sistemas dinámicos.

Archivo: FT-033

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DETERMINACIÓN DE CAOS EN UN SISTEMA PÉNDULO-MUELLE MEDIANTE LOS EXPONENTES DE LYAPUNOV

Andrés Fernando Pedraza Hernandez1, Malory Johana Sánchez Buitrago1, Julián Salamanca Bernal1* 1


Se estudia el comportamiento de un sistema péndulo-muelle desde la dinámica de Lagrange, resaltando sus principales características e indicando la evolución del sistema desde la concepción de los dos sistemas por separado, los cuales tienen un comportamiento determinista , posteriormente se analiza el caso en el cual estos sistemas se acoplan, se realiza una simulación computarizada en el programa EJS® en la cual se muestra dicho fenómeno, su evolución temporal y el cálculo de los exponentes de Lyapunov de dos trayectorias muy cercanas entre sí (tanto para el péndulo como para el sistema masamuelle), para determinar cualitativamente de esta forma en que casos se puede presentar caos en este tipo de sistemas dinámicos.

Archivo: FT-034


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ESTADOS RESONANTES DEL ATOMO DE HELIO: UN ANALISIS EN TÉRMINOS DE MEDIDAS DE COMPLEJIDAD CUÁNTICA Juan P. Restrepo* and José Luis Sanz-Vicario Instituto de Física, Universidad de Antioquia, A.A. 1226 – Medellín, Colombia *[email protected] La determinación de energías y vidas medias de resonancias en átomos ha sido motivo de intenso estudio durante décadas. Sin embargo, la clasificación de estas resonancias en términos de etiquetas o números cuánticos aproximados ha sido un motivo de gran controversia. Los estados doblemente excitados con configuraciones del tipo (n1l1,n2l2) con n1,n2 > 1 en el átomo de Helio han sido el banco de pruebas de varios métodos de clasificación [1,2]. Entre ellos figura la propuesta de Herrick y Sinanoglu [2] de clasificar los estados con números cuánticos aproximados n1(K,T)n2A. De este modo, las resonancias parecen “pertenecer” a ciertos grupos de clasificación en forma de series que comparten los mismos números (K,T), pero solo hasta un determinado grado de excitación (las series de resonancias son infinitas). En este trabajo se pretende estudiar la pertinencia de dicha clasificación en términos del análisis topológico de las distribuciones de densidad ρ(r1, r2, θ12) y ρ(r) de las resonancias 1,3Se, 1,3Po, 1,3De del Helio empleando funciones de onda altamente correlacionadas de interacción de configuraciones. Se analiza la clasificación (K,T) en función de analogías en cuantificadores de complejidad [3] sobre la densidad (LCM, Fisher-Shannon, Rényi, etc) e incluso se justifica la incapacidad de clasificación por la alta complejidad presente en estados muy excitados. [1] J. W. Cooper, U. Fano, y F. Prats, Phys. Rev. Lett. 10, 518 (1963) [2] D.R. Herrick y O. Sinanoglu, Phys.Rev. A, 11, 97 (1975) [3] B.R. Frieden, "Science from Fisher Information" (Cambridge University Press, 2004)

Archivo: FT-035

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ESTUDIO DE LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD EMPLEANDO FORMAS DIFERENCIALES E.P. Rojas1, J.F. Salas 1 1

Facultad de Educación, Licenciatura en Física: Grupo de Instrumentación Científica y Didáctica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D. C. *Email del Autor correspondiente: [email protected]

RESUMEN .

La tradicional forma de notación que emplean la gran variedad de textos de física para describir la Ecuación de Continuidad hace uso de elementos de análisis vectorial, lo cual no permite al estudiante y/o lector visualizar la totalidad del sentido físico y geométrico del fenómeno que se esté analizando. A través de este estudio se hace uso de las formas diferenciales (objetos matemáticos de la geometría diferencial), para expresar esta misma ecuación, que puede proporcionar otra perspectiva y análisis del fenómeno con un sentido físico y geométrico más visible en la expresión. Se analizará también las ventajas y desventajas que puede suministrar el expresar dicha ecuación en formas diferenciales enfatizando en el fenómeno electro-magnético.

Archivo: FT-036


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INHIBICIÓN DEL COMPORTAMIENTO CAÓTICO ESTABLE EN REDES DE PEQUEÑO MUNDO MEDIANTE LA CONECTIVIDAD DE LARGO ALCANCE Y EL GRADO DE VECINDAD Javier González-Estévez1*, Kay Tucci2 y M. G. Cosenza2 1

Laboratorio de Investigación en Física Aplicada y Computacional, Universidad Nacional Experimental del Táchira, San Cristóbal, Estado Táchira, Venezuela 2 Centro de Física Fundamental, Área de Caos y Sistemas Complejos, Universidad de Los Andes, Mérida, Apartado Postal 26, La Hechicera, Mérida 5251, Venezuela *[email protected] El caos estable consiste en la aparición de patrones desordenados en sistemas dinámicos espaciotemporales que poseen un exponente de Lyapunov negativo asociado. Este fenómeno se ha encontrado en redes de mapas acoplados en una y en dos dimensiones. En este trabajo se analiza el rol de la topología de conectividad en el surgimiento de caos estable en sistemas de mapas acoplados en una red de pequeño mundo caracterizada por una probabilidad de reconexión p. Como dinámica local empleamos el mapa de Politi-LiviOppo-Kapral (PLOK) que presenta una órbita superestable de período tres. Se encuentra que el caos colectivo es inhibido en ciertos rangos de valores de la probabilidad p y del parámetro de acoplamiento entre los mapas ε; en su lugar, el sistema presenta un estado colectivo sincronizado igual al periodo tres local. Las regiones donde se observa el colapso de caos estable se caracterizan en el espacio de parámetros (p,ε) para diferentes valores del número medio de vecinos en la red de pequeño mundo.

Archivo: FT-037

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DISTRIBUCIÓN DE RIQUEZA EN LA SOCIEDAD: UN MODELO DETERMINISTA Javier González-Estévez1*, Ricardo López-Ruiz2, Mario G. Cosenza3, Orlando A. Llamoza4 1

Laboratorio de Investigación en Física Aplicada y Computacional, Universidad Nacional Experimental del Táchira, San Cristóbal, Estado Táchira, Venezuela 2 DIIS y BIFI, Facultad de Ciencias, Universidad de Zaragoza, 50009 Zaragoza, España 3 Centro de Física Fundamental, Área de Caos y Sistemas Complejos, Universidad de Los Andes, Mérida, Apartado Postal 26, La Hechicera, Mérida 5251, Venezuela 4 Facultad de Ciencia y Tecnología, Departamento de Física, Grupo de Física Computacional, Universidad de Carabobo, Valencia, Venezuela *[email protected] La distribución de la riqueza en la sociedad humana no es un proceso completamente regido al azar. Si bien han sido planteados modelos con ingredientes completamente aleatorios, que reproducen las dos distribuciones usuales encontradas al analizar datos económicos reales, lo hacen de forma separada, no integrada. Este trabajo consiste en mostrar el extremo opuesto: emplear un modelo de agentes económicos que interaccionan e intercambian riqueza de forma totalmente determinista en redes unidimensionales (con 2 vecinos) y bidimensionales (con 4 y 8 vecinos) con condiciones de contorno periódicas y emergen colectivamente los dos tipos de distribuciones encontrados en los datos económicos estadísticos reales: Boltzmann-Gibbs: formado por riquezas medias y bajas y Ley de Pareto: grandes riquezas. En nuestro modelo, la interacción de cada agente se realiza con sus vecinos más próximos, de tal forma que un parámetro r regula su crecimiento natural, a la vez que dicho crecimiento se limita por un término exponencial que depende de su propia riqueza y de la riqueza media que hay en su entorno de vecindad. Dicho término de saturación está controlado por un parámetro a, al cual denominamos presión ambiental local. Se explora el espacio de parámetros (a,r). Son calculados los exponentes característicos de dichas distribuciones, la desviación cuadrática media y el coeficiente de Gini también.

Archivo: FT-038


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EXPONENTES DE LYAPUNOV EN RELATIVIDAD GENERAL F. L. Dubeibe 1* 1

Programa de Licenciatura en Matemáticas y Física: Grupo de Investigación Cavendish, Universidad de los Llanos *Email del Autor correspondiente: [email protected] RESUMEN .

Los exponentes de Lyapunov característicos juegan un rol definitivo en la descripción de la dinámica de los sistemas deterministas. Estos miden la rata promedio de divergencia o convergencia de las órbitas resultantes a partir de condiciones iniciales cercanas. Por esta razón, pueden ser usados para analizar la estabilidad de un sistema y para verificar la dependencia sensible a condiciones iniciales similares, es decir, la presencia de atractores caóticos. En el presente trabajo se pretende mostrar la ineficiencia de los exponentes de Lyapunov clásicos en el contexto de la Relatividad General, y se introducen los denominados Exponentes de Lyapunov Rápidos como una posible solución al problema.

Archivo: FT-039

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Anomaly cancellations by pole subtractions and ghost instabilities with gravity

A.R. Fazio

Departamento de Física: Universidad nacional de Colombia, Bogota'

We investigate some aspects of anomaly cancellation realized by the subtraction of an anomaly pole, stressing on some of its properties in superspace. In a local formulation these subtractions can be described in terms of a physical scalar, an axion and related ghosts. They appear to be necessary for the unitarization of the theory in the ultraviolet, but they may generate an infrared instability of the corresponding effective action, signaled by ghost condensation. In particular the subtraction of the superanomaly multiplet by a pole in superspace is of dubious significance, due to the different nature of the chiral and conformal anomalies. In turn, this may set more stringent constraints on the couplingof supersymmetric theories to gravity.

Archivo: FT-040


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Libro Xxiv Congreso Nacional de Fisica

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