Nombre del titular de la dependencia: Dr. Jorge Flores Valdés, Director.
Nombre del responsable del programa: Dr. José Francisco Récamier Angelini, Secretario Académico.
Dirección postal y teléfono: Av. Universidad S/N, Col. Chamilpa, 62190 Cuernavaca, Mor. Tel: 6227746 y 6227745; Fax: (9173) 173077. Secretaria Académica: Tel: 6227772.
El Centro de Ciencias Físicas fue creado por el Consejo Universitario en 1998. Es heredero del Laboratorio de Cuernavaca del IFUNAM y de la Unidad Cuernavaca del Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas, establecidos hace más de dos décadas. El CCF forma parte del Campus Morelos de la UNAM junto con los Centros de Ciencias Genómicas, de Investigación en Energía, el Centro Regional de Investigaciones Multidisciplinarias, la Unidad de Matemáticas del Instituto de Matemáticas y el Instituto de Biotecnología. Ésta es la mayor concentración de investigadores de la UNAM con excepción del Campus de Ciudad Universitaria. Con todas estas entidades académicas existe un enorme potencial para establecer colaboraciones de trabajo.
El CCF está organizado en cuatro áreas de investigación: Biofísica y Ciencia de Materiales, Física Atómica, Molecular y Óptica Experimentales, Física Teórica y Física Nolineal. Como su nombre lo indica, en él se tratan muy diversos temas de la física y ciencias conexas como son biofísica, ciencia de materiales y astrofísica. Se trabaja, desde el punto de vista teórico, en estado sólido, sistemas complejos, biológicos, física atómica y molecular, óptica, mecánica estadística y física matemática. Desde el punto de vista experimental, se estudia la interacción entre átomos, moléculas y fotones, corrosión, vibraciones elásticas, física de plasmas y membranas biológicas.
Investigadores titulares:
Albarrán Gómez, José Luis,
Dr. FQUNAM (1999). Tit. A SNI I. Metalurgia (E). Dirección electrónica: jlag@fis.unam.mx.Garduño Juárez, Ramón,
Dr., Univ. de Nueva York, EUA (1978). Tit. B SNI II. Biofísica: estereodinámica molecular (T). Dirección electrónica: ramon@fis.unam.mxHernández Cobos, Jorge,
Dr., FCUNAM (1995). Tit. A SNI I. Biofísica. Simulaciones numéricas, soluciones acuosas, clusters (T). Dirección electrónica: jorge@fis.unam.mx.Martínez Gómez, Lorenzo,
Dr., FCUNAM (1980). Tit. C SNI III. Materia condensada: propiedades mecánicas de sólidos (E). Dirección electrónica: lorenzo@fis.unam.mx.Ortega Blake, Iván,
Dr., Univ. de Oxford, Inglaterra (1978). Tit. C SNI III. Biofísica: estereodinámica molecular (E). Dirección electrónica: ivan@fis.unam.mx.Pérez Campos, Ramiro,
Dr., Univ. de Alberta, Canadá (1983). Tit. C SNI III. Materia condensada: microscopía electrónica (E). Dirección electrónica: ramiro@fis.unam.mx.Saint Martin Posada, Humberto,
Dr., FCUNAM (1992). Tit. A SNI I. Biofísica: estereodinámica molecular (T). Dirección electrónica: humberto@fis.unam.mx.
Investigadores asociados:
Casales Díaz, Maura,
Dra., Centro de Investigación en Materiales Avanzados, de Chihuahua, Chih. México (2001). Tit. B SNI I. Ciencia de Materiales (Especialidad en Corrosión y Protección de Materiales) (E). Dirección electrónica: maura@fis.unam.mx.
Técnicos Académicos:
Flores Cedillo, Osvaldo,
Dr., FQUNAM (2001). Tit. C SNI I. (E) Metalurgia. Dirección electrónica: osvaldo@fis.unam.mx.González Trujillo, Anselmo,
Tit. A. Servicios generales de laboratorio.González Damián Javier,
M. en C. con Opción en Física No Lineal, FCUAEM, Toluca Edo. de México. (2001). Asoc. C. Dirección electrónica: jgd@fis.unam.mx.Guardián Tapia, Rene,
M. en M., FQUAEM. (2005). Asoc. C. Microscopia (E). Dirección electrónica: rene@fis.unam.mx.
Investigadores eméritos:
Álvarez Torres, Ignacio,
Dr., FCUNAM (1976). Física atómica y molecular: colisiones, láseres y radiación sincrotón (E). Dirección electrónica: ialvarez@fis.unam.mx.Flores Valdés, Jorge,
Dr., FCUNAM (1965). Materia condensada: física de sólidos, sistemas desordenados y sismología teórica (E). Dirección electrónica: jfv@servidor.unam.mx.
Investigadores titulares:
Cisneros Gudiño, Ma. del Carmen,
Dra., FCUNAM (1976). Tit. C SNI III. Física atómica y molecular: colisiones, láseres y radiación sincrotón (E). Dirección electrónica: carmen@fis.unam.mx.De Urquijo Carmona, Jaime,
Dr., Univ. de Manchester, Inglaterra (1980). Tit. C SNI II. Física atómica y molecular, electrónica (E). Dirección electrónica: jdeurquijo@fis.unam.mx.Hinojosa Aguirre, Guillermo,
Dr., FCUNAM (1998). Tit. A SNI I. Física atómica molecular y óptica (E). Dirección electrónica: hinojosa@fis.unam.mx.Juárez Reyes, Antonio Marcelo,
Dr., Univ. de Manchester, Inglaterra (2001). Asoc. C SNI I. Física atómica y molecular, Radiación Sincrotrón (E). Dirección electrónica: juarez@fis.unam.mx.Martínez Valencia, Horacio,
Dr., FCUNAM (1987). Tit. C SNI II. Física atómica y molecular (E). Dirección electrónica: hm@fis.unam.mx.Morales Mori, Alejandro,
Dr., FCUNAM (1986). Tit. A SNI I. Física atómica y molecular: láseres (E). Dirección electrónica: mori@fis.unam.mx.
Investigadores asociados:
Álvarez Torres, Ignacio,
Dr., Emérito SNI III.
Técnicos Académicos:
Guerrero Tapia, Alfonso,
M. en C., FCUNAM (1995). Tit. B. Física Atómica y Molecular (E) Físico. Dirección electrónica: alfonsog@fis.unam.mx.
Bustos Gómez, Armando,
Ing., Asoc. C. Técnico en el mantenimiento de equipo electrónico.Gutiérrez, Luis,
Fís., FCUNAM (1986). Asoc. C. Láseres (E). Dirección electrónica: luisg@fis.unam.mx.
Investigadores titulares:
Antillón Díaz, Armando,
Dr., FCUNAM (1983). Física matemática: teoría de grupos (E). Dirección electrónica: armando@fis.unam.mx.Amaya Tapia, Alejandro,
Dr., FCUNAM (1983). Tit. A SNI I. Física atómica (T). Dirección electrónica: jano@fis.unam.mx.Germán Velarde, Gabriel,
Dr., Univ. de Oxford, Inglaterra (1987). Tit. B SNI II. Teoría de campos y métodos matemáticos (T). Dirección electrónica: gabriel@fis.unam.mx.González Flores, Agustín,
Dr., Univ. de Boston, EUA (1981). Tit. B SNI II. Física estadística y polímeros (T). Dirección electrónica: agus@fis.unam.mx.Koenigsberger Horowitz, Gloria Suzanne,
Dra., Pennsylvania University, EUA (1983). Tit. C SNI II. Astronomía, (Especialidad en Astrofísica) (T). Dirección electrónica: gloria@astroscu.unam.mx.Maytorena Córdova, Jesús Alberto,
Dr., UAEM (1998). Tit. A SNI I. Propiedades ópticas de superficies (T). Dirección electrónica: jesus@ fis.unam.mx.Mochán Backal, Luis,
Dr., FCUNAM (1983). Tit. C SNI III. Materia condensada: física de superficies (T). Dirección electrónica: mochan@fis.unam.mx.Pogosyan Kerapetyan, George S.,
Dr., Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Rusia (1983), Tit. B SNI II. Físico-Matemático (T). Dirección electrónica: pogosyan@fis.unam.mx.Récamier Angelini, José Francisco,
Dr., FCUNAM (1983). Tit. B SNI II. Física atómica: colisiones moleculares (T). Dirección electrónica: pepe@fis.unam.mx.Vázquez Torres, Gabriel,
Dr., Univ. de París, Francia (1980). Tit. A. Física atómica y molecular: disociación (T). Dirección electrónica: vaztor@fis.unam.mx.Wolf Bogner, Kurt Bernardo,
Dr., Instituto Weizmann de Ciencia, Rehovoth, Israel (1967). Tit. C SNI III. Física Matemática (T). Dirección electrónica: bwolf@fis.unam.mx.
Investigadores asociados:
Frank Hoeflich, Alejandro,
Dr., Tit. C SNI III. (hasta junio 2004)
Técnico Académico:
Krotzsch Gómez, Guillermo,
Quím., FQUNAM (1993). Tit. A. Cálculo Simbólico y numérico de Aberraciones Ópticas (T). Dirección electrónica: gmo@fis.unam.mx.
Investigadores titulares:
Aldana González, Maximino,
Dr., FCUNAM (2000). Tit. A SNI I. Física No Lineal (T). Dirección electrónica: maximino@ fis.unam.mx.Benet Fernández, Luis,
Dr. Univ. de Basilea, Suiza (1992). Tit. A SNI II. Caos cuántico (T). Dirección electrónica: benet@fis.unam.mx.Jung Kohl, Christof Friedrich,
Dr., Univ. de Kaiserslautern, Alemania (1978). Tit. C SNI II. Física Atómica (T). Dirección electrónica: jung@fis.unam.mx.Larralde Ridaura, Hernán,
Dr., Boston University, EUA (1993). Tit. B SNI II. Sistemas complejos (T). Dirección electrónica: hernan@fis.unam.mx.Leyvraz Waltz, Francois Alan,
Dr., Univ. Zurich, Suiza (1981). Tit. C SNI III. Fenómenos de crecimiento, agregación, ecuaciones cinéticas, fractales (T). Dirección electrónica: leyvraz@fis.unam.mx.Martínez Mekler, Gustavo,
Dr., Univ. de Manchester, Inglaterra (1981). Tit. C SNI II. Física estadística y termodinámica (T). Dirección electrónica: mekler@fis.unam.mx.Méndez Sánchez, Rafael Alberto,
Dr., FCUNAM (1998). Tit. A SNI I. Caos cuántico y dinámica no lineal (T). Dirección electrónica: mendez@fis.unam.mx.Seligman Schurch, Thomas,
Dr., Univ. Tubingen (1969). Tit. C SNI III. Física matemática: teoría de grupos y sismología teórica. (T) Dirección electrónica: seligman@fis.unam.mx.Yurievich, Sergey Kun,
Dr., Institute for Nuclear research, Kiev (1984). Tit. B. Física No Lineal (T). Dirección electrónica: kun@fis.unam.mx.
Investigadores asociados:
Bienert, Marc,
Dr., Asoc. C.Akguc, Gursoy Bozkurt,
Dr., Asoc. C.Rivera Islas, Marco Antonio,
Dr., Asoc. C.
Corrosión.
José Luis Albarrán, Bernardo Campillo, Lorenzo Martínez, Ramiro Pérez.
Se estudian los procesos de interacción entre superficies y medios
ambientes agresivos, los cuales conducen a la degradación y falla de
los materiales. Se realiza investigación sistemática de formas de
corrosión: electroquímica, microbiológica, corrosión por H2S y
CO2 y también por alta temperatura. Se estudian los mecanismos de
propagación de grietas asistidas por la corrosión. Se investigan
nuevas aleaciones de alta resistencia a la corrosión a la alta
temperatura incluyendo sistemas intermetálicos y recubrimientos
metálicos y cerámicos. Se estudian sistemas de protección catódica,
inhibidores de corrosión nanoestructurados, recubrimientos y otras
formas de control de la corrosión.
Microestructura de materiales avanzados.
José Luis Albarrán, Bernardo Campillo, Lorenzo Martínez, Ramiro Pérez.
Se investigan los efectos de la microestructura sobre las propiedades
físicas y químicas de materiales avanzados. Se estudian también
aleaciones base níquel utilizadas en la industria nuclear de
generación de energía. Se analizan las interacciones del hidrógeno con
los defectos de la matriz, precipitados, inclusiones y fronteras de
grano. Mediante la adición de partículas de tamaño nanométrico en
materiales amorfos, se ha logrado incrementar su resistencia a la
fractura.
Síntesis y procesamiento de materiales.
José Luis Albarrán, Bernardo Campillo, Lorenzo Martínez.
Se investigan los parámetros de procesamiento y síntesis de nuevos
materiales con el objetivo de evaluar sus propiedades físicas y
químicas. Se estudia también la modificación de las propiedades
mecánicas, como el esfuerzo de cedencia, módulo de elasticidad, última
resistencia a la tensión y porcentaje de deformación.
Modelos moleculares y cálculos ab-initio.
Jorge Hernández, Iván Ortega, Humberto Saint Martín.
Se desarrollan potenciales de interacción intermoleculares a partir de
cálculos ab-initio para ser utilizados en simulaciones
numéricas de diferentes compuestos en el estado líquido. En particular
se estudian soluciones acuosas que sirven como modelos para el estudio
de diferentes problemas en el área de biofísica.
Transporte y membranas biológicas.
Iván Ortega.
Se realizan observaciones experimentales de electrofisiología de canal
unitario, buscando las bases moleculares de algunos antibióticos. Las
propiedades fisico-químicas de las membranas se estudian por
microscopía de fuerza atómica. Se ha caracterizado el canal de
anfotericina, en particular su respuesta a agentes estructurales de la
membrana biológica, como la temperatura y los esteroles. Se busca
demostrar que la selectividad de la droga se basa en las diferencias
estructurales de las distintas membranas y no en la acción química del
esterol sobre la anfotericina.
Fisicoquímica de procesos no covalentes.
Ramón Garduño.
Se realizan estudios sobre la dinámica de procesos biológicos no
covalentes al nivel molecular empleando metaheurísticos y simulaciones
de dinámica molecular. Los metaheurísticos empleados (algoritmos
genéticos, búsqueda tabú, recocido simulado, etc.) se emplean en la
predicción de la estructura 3D de proteínas a partir de la secuencia
de sus aminoácidos.\ Nuestra meta es coadyuvar a resolver el problema
del plegado de proteínas y a participar en la éra genómica. Las
simulaciones de dinámica molecular están dirigidas a entender los
procesos de estero selectividad que presentan algunas moléculas
biológicas por sus huéspedes quirales. Se busca, sentar las bases
moleculares de estos procesos con el propósito de diseñar nuevos
fármacos
Estudio teórico-experimental de interacciones atómicas y moleculares.
Alejandro Amaya, Horacio Martínez.
Los procesos de captura, ionización, excitación y disociación en
colisiones atómicas y moleculares han sido estudiados desde hace años
tanto desde el punto de vista teórico como experimental. Gracias a
los nuevos desarrollos experimentales y a los avances en los modelos
teóricos, se han observado y encontrado efectos novedosos que han
llevado a un renovado interés en estos procesos. Se continuará
estudiando la interacción de iones atómicos/moleculares con átomos y
moléculas tanto desde el punto de vista teórico como mediante las
mediciones de distribuciones angulares, distribuciones de energía y
de las secciones eficaces totales. Así mismo, se extenderá nuestro
programa de investigación al estudio teórico-experimental de la
interacción fotón-ión/átomo/molécula.
Espectroscopía de descargas luminescentes.
Jaime de Urquijo, Horacio Martínez.
Se obtienen datos sobre estados particulares de los sistemas atómicos
en un amplio intervalo de energía y temperatura, para producir
modelos detallados de las emisiones espectrales y del balance de las
reacciones en ambientes atmosféricos. Conviene resaltar el hecho de
que las secciones eficaces no sólo constituyen una fuente fundamental
de datos para la física de la atmósfera, de los astros y de los
plasmas, sino que también son importantes para la comprensión de las
colisiones entre átomos e iones. Se estudian las descargas
luminiscentes de compuestos atmosféricos mediante la caracterización
eléctrica y óptica del plasma, con las cuales se modelarán los
procesos que se llevan a cabo en la descarga.
Plasmas de baja temperatura.
Jaime de Urquijo, Guillermo Hinojosa, Antonio Juárez.
Los procesos fundamentales de ionización, transporte y transferencia
de carga influyen fuertemente en el comportamiento de los plasmas de
baja temperatura (.025-200 eV). La medición y cálculo de los
coeficientes y tasas relativas a los procesos mencionados es el
objetivo fundamental de este programa. Los proyectos a largo plazo
comprenden el estudio a fondo de los procesos que dan origen a la
formación de cúmulos iónico-moleculares, los procesos de relajación
de la movilidad en los plasmas, y en particular en aquellos que están
compuestos de mezclas gaseosas. A la fecha se trabaja en estrecha
colaboración con grupos de teóricos para conseguir una interpretación
profunda de la dinámica de los fenómenos
multicolisionales. Paralelamente a lo anterior, se encuentra en etapa
de desarrollo el proyecto de espectrometría de masas por movilidad
iónica.
Estudio de efectos magneto ópticos en gases y espectroscopía optogalvánica de plasmas.
Jaime de Urquijo, Antonio Juárez.
Se estudia la variación de las propiedades ópticas en medios gaseosos
bajo la influencia de un campo magnético variable. En particular el
cambio en la polarización de la luz producida por fluorescencia en el
átomo, como función del campo magnético. Éste se conoce con el nombre
de efecto Hanle y da una medida precisa de variables cuánticas como
la decoherencia de niveles magnéticos degenerados, la determinación
del tiempo de vida de estados excitados y la interferencia de estados
cuánticos cercanos entre sí. Se plantea el estudio de estados
altamente excitados y en el continuo los cuales han sido poco
estudiados. La espectroscopia optogalvánica de plasmas permite
estudiar los estados metaestables y su influencia en la ionización del
plasma. Para tal efecto, se estudia la variación de la conductividad
del plasma cuando se inhiben o promueven determinados estados
metaestables al nivel de ionización.
Procesos de interacción de átomos o moléculas con láseres.
Ignacio Álvarez, Carmen Cisneros.
Se realiza espectroscopía de tiempo de vuelo de átomos o moléculas
ionizados y/o disociados mediante la interacción de un sistema de
láser Nd: YAG-MOPO (Master Optical Parametric Oscillator) con haces
atómicos o moleculares pulsados, un analizdor esférico para detectar
los fotoelectrones provenientes de procesos de absorción multifotónica
y un chaneltrón para detectar partículas cargadas.
Procesos de colisiones de iones simple y múltiplemente cargados o de electrones con átomos o moléculas.
Ignacio Álvarez, Carmen Cisneros.
Se estudian los procesos de pérdida o captura electrónica de haces
monoenergéticos de iones atómicos o moleculares en blancos gaseosos,
así como los procesos de disociación molecular producidos en las
colisiones de moléculas en gases, y los procesos de excitación e
ionización de átomos por impacto electrónico.
Interacción ión-fotón.
Ignacio Álvarez, Carmen Cisneros, Guillermo Hinojosa.
La idea es obtener un conocimiento profundo de las interacciones
multielectrónicas que gobiernan los procesos que ocurren en plasmas,
láseres de rayos X y atmósferas interestelares. El sistema para
estudiar reacciones ión-fotón se encuentra en el laboratorio Advanced
Light Source (ALS) de Berkeley.
Nitruración de materiales por plasmas.
José Luis Albarrán, Bernardo Campillo, Horacio Martínez.
Se estudia la modificación de las propiedades físicas y químicas de la
superficie de un sólido causada por nitruración con plasmas. Las
propiedades que se modifican pueden ser eléctricas, ópticas o
mecánicas, y pueden relacionarse con el comportamiento semiconductor
de un material o ante la corrosión.
Vibraciones elásticas en una barra.
Jorge Flores, Rafael Méndez, Alejandro Morales.
Se analizan tanto desde el punto de vista experimental como numérico
las funciones de onda y las frecuencias de los modos normales para
sistemas elásticos de una y dos dimensiones, con obstáculos
distribuidos de distintas maneras. Muchos de estos sistemas son útiles
como análogos clásicos de diversos sistemas cuánticos.
Agregados fractales.
Agustín González, Jesús Maytorena, W. Luis Mochán.
La agregación de partículas coloidales suele conducir a la formación
de coágulos con geometría fractal. La dimensión fractal ha sido muy
empleada en el estudio e identificación de los mecanismos presentes
en el proceso de coagulación y de su cinética y dinámica. El estudio
de los fenómenos de agregación coloidal es importante porque ocurre
en una gran cantidad de procesos del mundo real. Las técnicas
experimentales empleadas para caracterizar estas estructuras están
basadas en métodos ópticos no invasivos por lo que es fundamental
entender la relación entre la estructura geométrica y las propiedades
ópticas. Por otra parte, en años recientes surgió una nueva línea de
investigación que consiste en la simulación por computadora de los
procesos de agregación. Las simulaciones han llegado a tal grado de
sofisticación que ha sido posible utilizarlas para probar ideas
concernientes al comportamiento real de estos sistemas. Se llevan a
cabo simulaciones de la heterocoagulación en donde se trata de
dilucidar la estructura y el comportamiento dinámico de los agregados
coloidales compuestos de partículas de diferentes especies, de
coagulación con sedimentación y depositación en donde se considera el
efecto del campo gravitatorio que actúa durante el proceso de la
agregación coloidal nanodispersa. Se estudian también nuevos efectos
en la agregación bidimensional y la transición sol-gel en la
agregación coloidal.
Microláseres y resonadores caóticos.
Armando Antillón
El propósito principal es investigar geometrías bidimensionales de
tamaño microscópico que puedan ser utilizadas como fuentes de
radiación coherente. Este tema se enmarca en la necesidad de contar
con circuitos electrónicos u optoelectrónicos más eficientes y de
menor tamaño. Se contempla el estudio sistemático de cavidades con dos
o más medios dieléctricos, en particular, el caso de una cavidad
elíptica dieléctrica que contiene una inclusión también elíptica. El
problema clásico correspondiente es el de un billar elíptico inmerso
en otro. Para el estudio de este sistema se considerará la conexión
entre los formalismos de rayos (clásico) y ondulatorio (cuántico) de
las cavidades a través de la aplicación de nuevas representaciones
sobre un espacio fase de ángulo-parámetro de impacto. Se planea
utilizar estos métodos en la obtención de modos con características
de eficiencia y direccionalidad deseables en aplicaciones en
microcavidades láser.
Generación óptica de segundo armónico por partículas pequeñas.
Jesús Maytorena, W. Luis Mochán, José Récamier.
La física de superficies ha tenido un enorme desarrollo gracias a la
creación de nuevas técnicas experimentales. Las técnicas ópticas no
lineales han mostrado una gran sensibilidad a las condiciones de la
superficie así como a diversos procesos que allí tienen lugar. Estas
técnicas se basan en la generación de procesos ópticos no lineales de
segundo orden. Sus aplicaciones abarcan temas tales como el monitoreo
de procesos dinámicos superficiales, el estudio de reacciones químicas
con resolución temporal de picosegundos, estudios de estructura de
superficies, entre muchos otros. Estudiaremos la generación de
segundo armónico y suma y resta de frecuencias de nanopartículas
individuales y de arreglos de nanopartículas y aplicaremos nuestros
resultados a la interpretación de experimentos como la observación de
segundo armónico por nanoesferas semiconductoras inmersas en memorias
flash y nanopartículas cubiertas por pigmentos en soluciones
coloidales. A partir de los resultados que hemos obtenido en el
estudio de la generación de segundo armónico por partículas pequeñas,
se desprende la factibilidad de emplear la luz generada en el segundo
armónico por una nanopartícula sostenida por una nanoguía para
muestrear su entorno mediante microscopía óptica de barrido. Nos
proponemos explorar esta idea para proponer un nuevo nanoscopio
óptico con resolución de profundidad.
Fuerzas de Casimir.
W. Luis Mochán.
Las fluctuaciones del campo electromagnético en cavidades con paredes
reflectoras dan origen a una fuerza de atracción entre dichas
superficies. El estudio usual de las fuerzas de Casimir parte de
suposiciones que no se cumplen en sistemas reales, tales como la
ausencia de procesos disipativos y del empleo de modelos demasiado
simplistas. Estudiaremos las fuerzas de Casimir en materiales reales
empleando una nueva formulación que incorpora efectos tales y como la
disipación, la no localidad de la respuesta electrónica y el perfil
de la densidad electrónica en superficies.
Decoherencia y manipulación de estados cuánticos.
Marc Bienert , José Récamier, Thomas Seligman.
Docoherencia es la rápida transformación de un estado puro en una
mezcla estadística. En algunos casos el proceso puede ser descrito
como un flujo irreversible de información del sistema a los
alrededores, en este caso, la energía es una cantidad generalmente no
conservada. Otra posibilidad es cuando se tienen fluctuaciones de
algún parámetro clásico o alguna variable interna del sistema. Este
tipo de decoherencia conserva la energía y la evolución temporal se
describe por medio de un operador unitario; sin embargo, predicciones
estadísticas se obtienen después de un alto número de repeticiones del
experimento y es aquí en donde entra la decoherencia debido al
carácter aleatorio de la variable clásica fluctuante. Los resultados
experimentales corresponden a un promedio sobre estas fluctuaciones y
describen una evolución efectiva no unitaria. En vapores atómicos, una
fuente de decoherencia del estado magnético son las colisiones. La
clave para suprimir estas transiciones decoherentes es perturbar las
amplitudes de los estados relevantes en una escala temporal corta con
respecto a los tiempos de la duración de una colisión. Es posible
aplicar pulsos ultra-rápidos (fs) durante una colisión de manera que
se inhiba la decoherencia del estado magnético; como consecuencia, es
posible conservar la coherencia del estado magnético en presencia de
colisiones. Entender el mecanismo de decoherencia cuántica es
importante para tener una idea acerca de la frontera entre el mundo
clásico y el cuántico. Aparte de este aspecto fundamental, la
decoherencia cuántica es relevante para aplicaciones novedosas como la
computación cuántica.
Espectroscopía y fotoquímica de moléculas pequeñas.
Gabriel Vázquez Torres.
Este proyecto se enfoca al estudio de la espectroscopía de moléculas
pequeñas en fase gaseosa. Consiste en realizar cálculos
ab-initio SCF-CI de estructura electrónica de diversos tipos
de especies moleculares. Los cálculos proporcionan información acerca
de energías de excitación, de ionización, de disociación, afinidades
electrónicas y curvas y superficies de potencial para el estudio de
dinámica molecular. El estudio está dirigido principalmente a
especies de interés atmosférico y astrofísico.
Modelos cosmológicos de precisión.
Gabriel Germán Velarde.
La propuesta consiste en estudiar modelos de inflación y
quintaesencia dentro del contexto de teorías de
partículas. Recientemente se ha logrado la determinación de parámetros
cosmológicos con cierta precisión. Se pretende utilizar los datos
obtenidos para la construcción de modelos basados en física de
partículas para investigar algunas de las predicciones de las teorías
de partículas las cuales no pueden ser exploradas en aceleradores
debido a las altas energías involucradas.
Procesos de interacción en sistemas binarios estelares.
Gloria Koenigsberger.
Se realiza investigación sobre los efectos producidos por los diversos
tipos de interacción que se pueden presentar en sistemas compuestos de
dos estrellas. Mediante modelos numéricos, se estudia la respuesta de
la superficie de una estrella a la perturbación producida por el campo
gravitacional de un objeto cercano en órbita alrededor de ella; se
efectuan cálculos para modelar las líneas espectrales en emisión
producidas por un viento estelar en presencia del campo radiativo de
una compañera; se utilizan los observatorios espaciales para analizar
en las bandas del ultravioleta y rayos-X los efectos que la
interacción causa sobre los espectros de estos sistemas.
Caos clásico, cuántico y sistemas de muchas partículas.
Gursoy Akguc, Luis Benet, Christof Jung, Francois Leyvraz, Rafael Méndez, Thomas Seligman.
Una importante línea de investigación es el estudio del caos en
mecánica clásica y sus manifestaciones en mecánica cuántica. Se han
estudiado billares para emular sistemas mesoscópicos y se ha logrado
establecer un contacto cercano con trabajos experimentales. Se ha
aplicado la teoría de matrices aleatorias (RMT) en muchos contextos
incluyendo decoherencia y en modelos de muchos cuerpos
interactuantes. En los próximos años nuestros trabajos se enfocarán en
sistemas mesoscópicos realistas como cavidades de microondas y
sistemas elásticos. Se estudiarán las desviaciones de RMT en sistemas
mesoscópicos y se incursionará en las teorías de transporte de ondas
para sistemas no lineales. Se profundizará en aplicaciones de
dispersión caótica cuántica, lo que es de particular interés para los
experimentales en el caso de sistemas con varios grados de libertad.
Dispersión caótica.
Gursoy Akguc, Luis Benet, Christof Jung, Thomas Seligman.
El problema inverso de la dispersión caótica involucra, a partir de
mediciones asintóticas, la reconstrucción de propiedades del conjunto
invariante del sistema en cuestión, en particular, medidas que
caractericen el caos y la topología. Para los próximos años
desarrollaremos la clasificación de las singularidades de secciones
diferenciales transversales y la generalización a sistemas de más de
tres grados de libertad.
Astronomía dinámica y mecánica celeste.
Luis Benet, Thomas Seligman.
Una aplicación de los métodos de dispersión caótica se encuentra en
la mecánica celeste. Aquí se estudia en detalle el conjunto
invariante (silla caótica) del problema restringido plano de tres
cuerpos. En el futuro se investigarán situaciones en las que el
sistema tiene más de dos grados de libertad. Se investigarán las
consecuencias estadísticas de ciertos modelos de formación de
sistemas solares para contrastarlas con las mediciones que se tienen
de sistemas exosolares.
Sistemas lejos de equilibrio.
Hernán Larralde, Francois Leyvraz.
Mientras la mecánica estadística ha encontrado una manera sencilla y
unificada para describir sistemas en equilibrio, los sistemas fuera
de equilibrio todavía representan un tema del que se sabe muy poco. En
el Centro se trabajan varios tipos de sistemas lejos del equilibrio,
en particular: transporte de calor y masa, metaestabilidad y
agregación irreversible.
Procesos estocásticos.
Maximino Aldana, Hernán Larralde, Francois Leyvraz, Gustavo Martínez.
Se cuenta con una amplia experiencia en el contexto de caminatas
aleatorias y procesos Markovianos en general. Se continuarán
estudiando las propiedades estadísticas de este tipo de sistemas, sus
aplicaciones dentro y fuera de la física así como sus extensiones a
procesos correlacionados y a procesos con memoria. Se estudiarán
máquinas moleculares sujetas a ruido externo.
Dinámica nolineal de sistemas disipativos y extendidos.
Maximino Aldana, Hernán Larralde, Francois Leyvraz, Gustavo Martínez, Marco Rivera.
El estudio de dinámicas complejas ha ocasionado una revisión de
conceptos básicos de determinismo, predictabilidad, control y
estocasticidad. Dinámicas deterministas no lineales pueden presentar
tanto comportamientos regulares como irregulares, caóticos con
características aparentemente azarosas. Hemos estudiado la evolución
espacio temporal de sistemas extendidos espacialmente así como la
relevancia de dinámicas transitorias, algunos aspectos de la
formación de patrones, mecanismos de control y sincronización.
Dinámica en redes.
Maximino Aldana, Hernán Larralde, Gustavo Martínez.
Recientemente ha surgido considerable interés por el estudio de redes
complejas. La mayoría de los trabajos se ha enfocado al estudio de
las propiedades topológicas de estas redes. Nuestra investigación se
centra en el estudio de las propiedades dinámicas de las redes
complejas presentes cuando los elementos de la red están provistos
con alguna ley de interacción. En particular nos interesa la
estabilidad y robustés de las dinámicas ante cambios en la topología
de la red. Hemos demostrado la existencia de transiciones de fase
dinámicas en redes neuronales con topologías aleatorias homogéneas; en
el futuro estudiaremos las transiciones de fase dinámicas en redes
neuronales con topologías de mundo pequeño y de escala libre.
Biología teórica.
Maximino Aldana, Hernán Larralde, Gustavo Martínez, Rafael Méndez.
En el Centro se han realizado estudios sobre el origen de la vida y
el código genético, replicación de ácidos nucléicos, dinámica
inmunológica asociada al virus HIV del SIDA, evolución de las
secuencias genéticas del HIV, embriogénesis del sapo, sucesión
ecológica. Actualmente se trabaja en bioinformática, biología del
desarrollo, dinámica de redes regulatorias biológicas, modelos de
evolución, máquinas moleculares y transporte colectivo de
organismos. Se iniciarán estudios relacionados con las neurociencias.
Física aplicada a otras disciplinas.
Maximino Aldana, Hernán Larralde, Francois Leyvraz, Gustavo Martínez, Rafael Méndez, Thomas Seligman.
En el Centro se llevan a cabo diversas investigaciones de problemas
del ámbito de otras disciplinas no contempladas en los proyectos
anteriores, tales como: dinámica de poblaciones, econofísica y modelos
de tránsito vehicular.
Óptica geométrica en espacio fase.
Guillermo Krötzsch, Kurt Bernardo Wolf.
A diferencia del tratamiento tradicional de las aberraciones ópticas,
el cual está diseñado para el análisis y corrección de sistemas
ópticos que forman imagen, el tratamiento del modelo geométrico de la
luz sobre el espacio fase - la variedad o conjunto de coordenadas y
direcciones de rayos - permite el tratamiento de sistemas que no
forman imagen, tales como los transformadores fraccionales de
Fourier. Las aberraciones ópticas de espacio fase -- se ha demostrado--
están en correspondencia 1:1 con los estados del oscilador armónico
cuántico 3-D, que a su vez pueden ser clasificadas por sistemas de
subgrupos. El uso de álgebras y grupos de Lie permite también
concatenar las aberraciones de subsistemas ópticos para obtener las
aberraciones del sistema compuesto. En el contexto de la óptica
matemática, se tratan también medios ópticos inhomogéneos (el ojo de
pez de Maxwell) donde la luz se propaga en círculos, como la
proyección estereográfica del movimiento de un punto masa sobre la
superficie de una esfera. La aberración comática relativista y los
medios anisotrópicos son otros capítulos que se han desarrollado en
años recientes.
Sistemas ópticos finitos.
George Pogosyan, Kurt Bernardo Wolf.
Un sistema finito está formado por un conjunto finito de 'puntos dato'
en sensores discretos, sujetos a la dinámica de un medio con las
propiedades ópticas de una guía de ondas armónica. En dos dimensiones
puede visualizarse como una pantalla pixelada cuyos pixeles siguen
coordenadas cartesianas (pantalla cuadrada), polares (pantalla
circular), o genéricamente elípticas. El programa (conjunto con
investigadores del Instituto de Matemáticas) se inició con el problema
de definir una transformada finita de Fourier de orden fraccional (en
analogía con los transformadores de Fourier ópticos), y esto llevó a
reconocer una plétora de funciones especiales (polinomios discretos de
Kravchuk, Meixner y Hahn), que eran conocidas en contextos de teoría
de grupos muy diversos (funciones de Wigner, coeficientes de
Clebsch-Gordan) a los cuales se les da ahora una interpretación física
como funciones de onda que cumplen ecuaciones de Schrödinger' en
diferencias, que tienen la dinámica del oscilador armónico. Cuando los
puntos dato no están igualmente espaciados sino concentrados al centro
(como el seno hiperbólico de los enteros) aplican las llamadas
q-funciones especiales, cuya interpretación óptica es de nuestro
interés.
Funciones de Wigner: pentagramas de colores.
George Pogosyan, Kurt Bernardo Wolf.
En el espacio fase de sistemas mecánicos u ópticos, ondulatorios,
cuánticos o finitos, se define una función de distribución de
cuasiprobabilidad llamada función de Wigner. Burdamente, ésta puede
describirse como la partitura de la señal, pues muestra los tiempos y
frecuencias instantáneas, pero respetando la relación de incertidumbre
entre las dos variables canónicas conjugadas. Hemos analizado
distintos sistemas mecánicos cuánticos (potenciales de Morse, Coulomb
unidimensional, Pöschl-Teller, oscilador relativista de Kadishevsky) y
ópticos (aberraciones individuales y medios de Kerr) en espacios de
curvatura constante (plano, esfera, hiperboloide equilátero). En
conjunto con investigadores de otras universidades, hemos definido y
trabajado con una función de Wigner definida sobre el espacio de
órbitas coadjuntas de cualquier álgebra de Lie. Esto permite -aplicado
a la óptica - describir pulsos (típicamente de femtosegundos) en
tiempo y espacio sobre un 'espacio meta-fase' de tres dimensiones
asociada al álgebra de Heisenberg-Weyl. Permite también representar
señales finitas mediante funciones de Wigner concentradas sobre una
esfera, la cual toma el rol del espacio fase para sistemas finitos. La
función de Wigner de spin, ampliamente usada en óptica cuántica, es
una proyección de aquella definida por nosotros. Esperamos implementar
un 'procesador' que tome por entrada la señal finita y despliegue en
pantalla su contenido en espacio fase.
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