Thursday 27 July 2017
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Criticalidad y Entrelazamiento en Sistemas Cuánticos de Pocos Cuerpos

Estudiamos el comportamiento de estados débilmente ligados de sistemas cuánticos de pocos cuerpos en entornos de puntos críticos, donde la energía del estado fundamental cambia abruptamente como función de alguno de los parámetros del Hamiltoniano. Este comportamiento crítico es relevante para estudiar problemas de estabilidad, ionización y/o disociación en Hamiltonianos que modelan átomos o moléculas. Asi proponemos ahora analizar la capacidad de ligar electrones extra en distintos modelos de moléculas, incluyendo potenciales multipolares y moléculas exóticas (donde una o mas de las partículas intervinientes son antipartículas, como positrones o antiprotones).

Otra forma de caracterizar estados cuánticos de sistemas de varias partículas resulta de estudiar el entrelazamiento (entanglement) del mismo. El entrelazamiento de un estado contiene no sólo información acerca de las correlaciones del estado, sino que es de interés en si mismo dado su rol como recurso utilizable en Información Cuántica (IC); manipular el entrelazamiento de un sistema cambiando los parámetros del mismo entonces no solo brinda información sobre la física del problema, sino también sobre su posible utilización para implementar tareas de la IC. El proyecto apunta a estudiar el entrelazamiento en cadenas de spins, trampas de partículas, quantum dots, es decir aquellos sistemas que han sido identificados como posibles escenarios para Ezequiel Farrherla IC. Al mismo tiempo, se pretende estudiar propiedades básicas de estados cuánticos entrelazados como su comportamiento crítico en estados débilmente ligados, su dinámica en sistemas disipativos o su comportamiento en sistemas con interacciones de largo alcance.

Participantes:

  • Pablo Serra
  • Omar Osenda
  • Guido Raggio
  • Julio H. Toloza (UNN)
  • Federico Pont
  • Analía Zwick
  • Alejandro Ferrón (actualmente Investigador en UNNE- Corrientes)


Diagramas de Fases de Modelos de Polimeros Definidos Sobre Redes

En este proyecto estamos interesados específicamente en el estudio de la transición de colapso de polímeros utilizando modelos de caminatas auto y mutuamente excluyentes sobre redes. Estudiamos distintos modelos capaces de describir la existencia de puntos multicríticos que describen la transición de colapso (genéricamente llamada punto Theta). A diferencia de lo que usualmente ocurre en sistemas magnéticos, "pequeños" cambios en el modelo pueden llevar a cambios significativos en el diagrama de fases, como el surgimiento de nuevas fases o cambios en la clase de universalidad del o los puntos multicríticos. Recientemente se propuso un modelo conocido como MMS (multiple monomers per site), para describir la transición de colapso el cual sólo incluye interacciones de sitio, lo que en principio resultaría más simple de tratar. Actualmente trabajamos en el anális del diagrama de fases de diferentes variantes de este modelo.


Participantes:

  • Pablo Serra
  • En colaboración con Jürgen F. Stilck - Universidade Federal Fluminense - Brasil


Dinámica de Sistemas Complejos.

  • Dinámica de no-equilibrio en sistemas micro-nano estructurados: paredes de dominio magnéticas (dispositivos de memoria), vórtices superconductores (dispositivos mesoscópicos, RJJ). 
  • Rectificadores (ratchet) en biofísica: dinámica de micronadadores confinados.
  • Dinámica y reología de sistemas coloidales: geles

Técnica: teoría y simulaciones numéricas (Dinámica Molecular, Dinámica Browniana, Dinámica Estocástica, Monte Carlo, Dinámica de Stokes)

Participantes del GTMC:

  • Verónica  I. Marconi
  • Pablo Sartorio (alumno de grado en "Dominios Magnéticos").
  • Iván Berdakin (alumno de pos-grado "Rectificación de nadadores").
  • Hernán N. Moyano Cortéz (alumno de grado en "Dinámica de microorganismos confinados").
  • Francisco Tamarit
  • Carlos Condat
  • Adolfo Banchio
  • Sergio Cannas.
  • Pablo Serra

Colaboraciones externas: 

Con grupos experimentales:
1. Universidad de Lovaina: KUL, Lovaina. Belgica:

  • Grupo del Prof. Moschalkov.  INPAC - Institute for Nanoscale Physics and Chemistry, http://www.kuleuven.be/INPAC.  Tema: dispositivos superconductores y diseño de nano y micro estructuras de confinamiento para microorganismos.
  • Grupo del Prof. Jos Venderleyden. Faculty of Bioscience Engineering - Department of Microbial and Molecular Systems. Tema: dinámica de bacterias micro-confinadas.

2. Universidad de Oviedo. Grupo de  M. Vélez y   J.I. Martín. Y CINN (Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología, www.sct.uniovi.es).
Tema: películas ferromagnéticas nano y micro diseñadas. Dispositivos de Memoria. 


3. Universidad Nacional de Córdoba. Fac. de Cs. Exactas. Centro de Biología Celular y Molecular. Grupo de  Dra. L. Giojalas. A.  Dr. H. A. Guidobaldi
Tema: Dinámica de nadadores autopropulsados.

Con grupos teóricos:
1. Northewestern University. Evanston, USA.  Dr. M. Carignano y Dr. I. Sleizfer, http://szleifer-group.bme.northwestern.edu/start.php  (sistemas poliméricos, geles).
2. INIFTA, La Plata. Dr. T, Grigera (dinámica de formación de geles).
3. Universidad Nac. de Sarmiento, Bs.As. Dra. F. Carusela (dinámica de vórtices).
4. Centro Atómico Bariloche.  Dr.Daniel Domínguez (dinámica de vórtices).



Dinámica de Vesículas y Membranas

Esta línea se orienta al estudio de las propiedades mecánicas y dinámicas de estructuras supramoleculares cerradas, cuyas paredes están constituidas por membranas. Como ejemplo podemos citar vesículas y liposomas constituidos a base de lípidos. Se estudiarán los mecanismos físicos que determinan la estabilidad de membranas y liposomas, buscando un modelo verificable y consistente que permita relacionar las propiedades mecánicas e hidrodinámicas con las propiedades de estructura y dinámica molecular.

Participantes:

  • Adolfo J. Banchio
  • Ezequiel Farrher


Entrelazamiento de Estados Cuánticos de Sistemas Compuestos

Estudio de aspectos fundamentales de la problemática del entrelazamiento de estados cuánticos. Por ejemplo: criterios para detectar separabilidad/entrelazamiento; comportamiento temporal asintótico del entrelazamiento en sistemas abiertos; caracterizacion espectral de estados separables.

Participantes:

  • Guido A. Raggio

Formación de Patrones y Mecánica Estadística de Peliculas Magnéticas Ultra Delgadas

Las películas de materiales magnéticos (ej. Fe) de unas pocas monocapas de espesor depositadas en un sustrato metálico no- magnético (ej., Cu) presentan patrones de dominios magnéticos perpendiculares al plano de la película altamente regulares y complejos, tales como patrones periódicos (fajas) de magnetización alternada, laberintos, burbujas, etc.  Dichos patrones corresponden  en general a diferentes fases termodinámicas. El objetivo de esta línea de investigación es entender y describir como estos patrones se crean y modifican al variar condiciones externas tales como temperatura, espesor y condiciones de preparación de la muestra, campos magnéticos externos, etc. En particular, nos interesa estudiar las diferentes transiciones que ocurren entre las fases asociadas a los diferentes patrones, con el objetivo de predecir y controlar la ocurrencia de los mismos.

Participantes:

  • Sergio A. Cannas
  • Orlando V. Billoni
  • Marianela Carubelli
  • Santiago A. Pighin
  • Francisco A. Tamarit

Colaboraciones:

  • Daniel A. Stariolo, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brasil
  • Danilo Pescia,  ETHZ, Zürich, Suiza
  • Alessandro Vindigni, ETHZ, Zürich, Suiza
  • Sebastian Bustingorry, CAB, Bariloche, Argentina

Materia Blanda Coloidal

Dentro de esta línea de trabajo, nos interesa principalmente el estudio de la "Estructura, Dinámica y Reología de suspensiones coloidales". Los sistemas investigados son las dispersiones coloidales, ya sean, estabilizadas debido a sus cargas eléctricas, con interacciones magnéticas o neutrales (esferas duras).
Dentro de los métodos empleados para su estudio podemos mencionar: resolución de ecuaciones integro-diferenciales del tipo Orstein-Zernike, para la estructura; y, esquemas de "mode-coupling" para sistemas Brownianos, simulaciones numéricas tipo Dinámica de Stokes y Browiana, para estudiar la dinámica y reología.
Proyectos actuales:

  • Difusión y reología de coloides cargados y neutrales.
  • Difusión y reología de mezclas coloidales de partículas estabilizadas eléctricamente, y débilmente atractivas.
  • Difusión a tiempos largos y reología de suspensiones altamente concentradas de esferas duras.

Participantes:

  • Adolfo Banchio

Colaboraciones:

  • G. Nägele, Forschungszentrum Jülich, Alemania.
  • J.F. Brady, California Institute of Technology, USA.

Modelado de Procesos Dinámicos en Biofísica

El modelado matemático y la simulación numérica se aplican a diversos problemas biofísicos de interés actual. Estos incluyen, pero no están limitados, a:

  • La formulación de modelos macro y mesoscópicos de las diversas fases del crecimiento tumoral y de las intervenciones terapéuticas.
  • La interacción entre la población parasitaria y el sistema inmune en la enfermedad de Chagas y la influencia de los fármacos sobre dicha interacción.
  • La energética y la dinámica del movimiento bacteriano.
  • La construcción de un modelo biofísico abarcador para la dinámica de los canales iónicos activados por ligandos.
  • La evolución del sistema olfativo.
  • La evolución de epidemias en un sistema de agentes móviles.



Participantes:

  • Carlos Condat
  • Gustavo Sibona
  • Silvia Menchón (Post-doc en la Universidad de Lovaina, Bélgica.)
  • Lucas Barberis
  • Iván Berdakin
  • Mario Di Salvo
  • Soledad Castaño
  • Horacio Mors

Redes Neuronales

El estudio de las redes neuronales tiene por objetivo la construcción de modelos matemáticos capaces de reproducir el comportamiento dinámico de sistemas nerviosos reales y de emular algunas de sus funciones, tales como la habilidad de recuperar información almacenada por asociación con estímulos recibidos, de generalizar reglas a partir de ejemplos y de clasificar padrones, entre otros. Asumiendo que las neuronas son unidades extremadamente simple, desde el punto de vista de procesamiento de la información, y siguiendo los conceptos introducidos por el neurobiologo Hebbs, se asume que la información es almacenada en las conexiones entre neuronas, llamadas sinapsis. Este enfoque conexionista ha permito desarrollar una gran variedad de modelos y sistemas, capaces de realizar con suceso muchas de las tareas propias de los cerebros biológicos.




Participantes:

  • Sergio Cannas
  • Carolina Tauro
  • Juan Perotti
  • Francisco Tamarit