Dr. Miguel Alcubierre (Instituto de Ciencias Nucleares, UNAM)

Resumen: En esta charla se describirá un código numérico en simetría esférica para estudiar la evolución dinámica en el caso de una teoría escalar-tensorial de la gravitación. En particular, se describirá el fenónemo conocido como escalarización espontánea para una estrella de bosones.

Resumen: En esta charla se presenta un revisión de la Supersimetría en la Mecánica Cuántica (SUSY-QM) y su manifestación en la interacción de electrones con campos magnéticos constantes en el contexto de la ecuación de Dirac. Así mismo, se presenta el método de las eigenfunciones de Ritus para el cálculo del propagador fermiónico y su relación con la SUSY-QM, mostrando un par de ejemplos para configuraciones explícitas de campos magnéticos. Finalmente se comentarán las aplicaciones potenciales de estos formalismos en fenómenos de confinamiento cuántico en el grafeno, el material de la nueva generación en la nanoelectrónica, tales como los estados magnéticos de frontera.

Abstract: The colloquium will review various aspects of mutual influence of achievements in gravi-electro studies during last 300 years. Some less known models and facts, beside what is written in textbooks, will be emphasized. It is claimed that analogies between gravity and electromagnetism will have a new relevance for the future physics.

Resumen: Se aplica el Algoritmo de Dirac-Bergmann, para sistemas singulares, a una teoría BF y una teoría BF generalizada en 4 dimensiones,que dependen de una conexión valuada en el álgebra de Lie de SO(3,1). Este desarrollo se hace en un marco estricto, considerando a todas las variables de las teorías como dinámicas; con lo cual se tienen las propiedades y simetrías de la teoría, como las restricciones, las transformaciones de norma, el conteo de los grados de libertad. Se discuten las simetrías que este tipo de teorías comparten con la Relatividad General.

Abstract Nowadays the existence of Dark Matter and Dark Energy is confirmed by experimental data and they are now fundamental pieces of the standard cosmological model. Both Dark Matter and Dark Energy can be described by means of scalar fields. In fact Dark Matter could be a scalar field with a suitable mass above the GeV scale. Moreover a scalar field with a non quadratic potential satisfying the slow roll conditions at low energies can be used to generate the acceleration of present universe. The use of scalar fields is of particular interest if one aims to unify the Dark Matter-Dark Energy field with the inflaton field. Anyhow realistic unified models usually requires a fine tuning in the scalar field potential, because of the huge difference between the inflation energy scale end the temperature of the universe at present times. I will describe a new unification picture in which the fine tuning problem can be avoided. I will describe the Inflation Dark Matter unification first. In this model the Inflaton-Dark Matter field &phi has a potential that behaves as &phi^4 at high energies and it is quadratic at low energies. At early times &phi dominates and inflates the early universe and then it decays efficiently. Therefore the universe is reheated and the &phi field disappears, so the universe evolves as in the standard cosmological model. At low energies the &phi particles are produced via a quantum process and the &phi field is regenerated and it evolves as matter because of the low energy regime of its potential. Since the early time disappearance and the late time appearance of the &phi field are due to quantum processes, no fine tuning is required on the &phi potential. Moreover, since the energy scale at which the &phi is regenerated depends on the &phi couplings, one can give a new interpretation of the cosmological coincidence problem: Dark Matter appearance is at such late times just because of the strength of the &phi couplings. Subsequently I will describe briefly the Inflation-Dark Energy picture and I will conclude.

Resumen: Los canales iónicos son proteínas que se encuentran en las membranas celulares y forman poros a través de los cuales los iones pueden entrar o salir de la célula. Estas proteínas son básicas para la generación de señales eléctricas en células excitables y juegan un papel fundamental en la comunicación entre neuronas, la contracción muscular y los latidos del corazón. Alteraciones en el funcionamiento de los canales iónicos están relacionadas con enfermedades como la epilepsia, la miotonía y trastornos del ritmo cardíaco. En esta plática se presentará una breve introducción a los canales iónicos y los métodos utilizados para su estudio. Se discutirá nuestra contribución al entendimiento del mecanismo de activación del canalde potasio Kv4.2 y del canal de cloruro ClC-2, así como las herramientas de software que hemos desarrollado para su estudio. Finalmente presentaré algunos de los proyectos en los que estamos trabajando.

Resumen: Las monocapas de Langmuir son películas formadas en una intercara aire-agua, las cuales están formadas por materiales anfifilicos insolubles en agua, lo cual permite la formación de películas monomoleculares. Estas monocapas son de gran interés por su conexión con sistemas biológicos. En este trabajo presentamos el diagrama de fase de la monocapa de dioctadecilamina. El diagrama se pudo determinar utilizando información tanto de isotermas como de observaciones directas hechas utilizando microscopía de ángulo de Brewster. Las diferentes fases observadas G, LE, S1 y S2 se describen de forma detallada. En la transición entre LE y S1 se encuentra la presencia de dominios que presentan crecimiento dendrítico. También se presenta dentro de este trabajo un estudio de la forma en la que patrones formados, en monocapas de Langmuir, de una fase estable, se propagan en una fase meta estable. Durante esta propagación la intercara entre las dos fases se mueve conforme la fase meta estable se transforma en la fase más estable. La intercara forma patrones como resultado de la competencia entre un gradiente de potencial químico que tiende a desestabilizarla y por otro lado la tensión superficial que tiende a estabilizarla. Se propone un modelo teórico para el comportamiento presentado por los dominios en monocapas de Langmuir. Por otro lado se presentan los estudios realizados sobre penetración en monocapas, al ser utilizadas como membranas modelo, por proteínas y bacterias.

Resumen: Las moléculas biológicas son de gran importancia en las ciencias naturales. En particular, los ácidos nucleicos juegan un papel fundamental debido a que son la base en la construcción y codificación de genes y en la síntesis de proteínas. Por ejemplo, un mal plegamiento en las proteínas puede desencadenar el desarrollo de ciertas enfermedades crónico-degenerativas tales como el Alzheimer, el mal de Parkinson o la enfermedad de Creutzfeldt-Jacob, entre otras. En esta charla centraré mi atención en el estudio del plegamiento de las proteínas y del ácido ribonucleico (ARN). Daré una pequeña introducción sobre la estructura primaria, secundaria y terciara de cada una de estas biomoléculas, y después discutiré los modelos que hemos propuesto para estudiar y predecir el plegamiento de proteínas y ARN, basados en el uso de potenciales efectivos que involucran una parte radial y una parte angular (torsión y flexión). Mostraré que la utilización de dichos potenciales efectivos en una simulación por computadora (tipo Monte Carlo) es capaz de reproducir ciertas estructuras secundarias muy comunes en el plegamiento de proteínas (hélice alfa, hoja beta y fibroina) y de ARN (pasador de pelo y lazo de 4 nucleótidos). Finalmente, discutiré las perspectivas teóricas y experimentales que pretendo desarrollar como líneas de investigación a corto y mediano plazo, en estos tópicos.

Resumen: Se presentan algunos modelos de campo medio para estudiar la interacción entre dos superficies planas paralelas cubiertas por cepillos polielectrolíticos templados, en presencia de sal monovalente. Se postula una expresión para el gran potencial termodinámico del sistema, incluyendo los términos que representan la elasticidad de los cepillos, la entropía de los microiones y las interacciones electrostáticas. La minimización de este gran potencial nos conduce a la ecuación no-lineal de Poisson-Boltzmann, que es resuelta para el sistema en contacto con un reservorio de sal. Cada cepillo polielectrolítico es modelado de dos maneras diferentes: (1) como una placa uniformemente cargada, así como (2) utilizando un perfil de carga inhomogéneo que resulta de una teoría de campo auto-consistente. Se obtienen expresiones analíticas para las fuerzas normales de compresión entre los cepillos. Las predicciones teóricas son comparadas con mediciones experimentales, obtenidas por Balastre et al, del efecto de la concentración de sal sobre las interacciones entre dos cepillos polielectrolíticos formados por la adsorción de los copolímeros de bloque poli(tert-butil estireno)-poli(estireno-4-sulfonato) de sodio [PtBs/NaPSS] en mica hidrofobicamente modificada con una capa de octadecyltriethoxysilano (OTE). El acuerdo entre teoría y experimento es muy bueno para el regímen de alta concentración de sal.

Resumen: En la actualidad la diabetes en una enfermedad que sufren millones de personas en todo el mundo además de haberse convertido en la primer causa de amputaciones no traumáticas, esto principalmente debido a la tardía detección de algunas de sus complicaciones como lo son la neuropatía, isquemia, y ambas en combinación, produciendo situaciones como pie diabético. La aplicación de técnicas de diagnostico temprano y además no invasivo se ha convertido en una necesidad. Mi área de especialidad involucra la detección, caracterización y en algunos cazos la manipulación de la energía infrarroja que el cuerpo produce y que es alterada por las complicaciones antes mencionadas. En esta charla se presentaran los resultados hasta ahora obtenidos y las propuestas de investigación venideras.

Resumen: Se presentan resultados en distintas áreas de la físicoquimica obtenidos con cálculos numéricos desarrollados a partir de modelos tóericos y matemáticos concienzudos.

Resumen: Si teoría de cuerdas tiene algo qué ver con la naturaleza, debe ser capaz de reproducir, al menos, la elegancia del modelo estándar de la física de partículas. En el contexto de orbifolds heteróticos, se ha encontrado que el concepto de unificación local conduce a una fértil clase de modelos de cuerdas que poseen de forma automática muchas propiedades atractivas. En esta plática, discuto estas construcciones y sus características fenomenológicas más relevantes.

Abstract: While the Standard Model of Elementary Particle Physics is well established, a vital ingredient, the Higgs boson, has not been found, yet. Beyond the minimal model, there may a fourth generation of quarks and leptons, or there may be gauge interactions beyond the electromagnetic, weak and strong ones. In this seminar, I will summarize the implications of precision electroweak physics for each of these classes of hypothetical particles.

Resumen: La resolución temporal de las señales de los detectores de superficie del Observatorio Pierre Auger nos permite explorar detalles que nos llevan mas allá de los análisis estándares hechos mediante el estudio estadístico de características globales de las señales (carga, amplitud, subida y bajada de la señal). Un ejemplo de ello es que en algunos casos es posible identificar fácilmente muones como pulsos que se levantan sobre una señal relativamente suave. Frecuentemente encontramos señales con estructuras temporales que no pueden ser asociadas a pulsos de muones ni fluctuaciones en la distribución temporal de las partículas. Presentaré algunos análisis de estructuras temporales que se pueden llevar acabo con diferentes componentes del arreglo de superficie. También mostrare la evidencia estadística de la presencia de algunos eventos que no pueden ser interpretados con los códigos de simulación actuales y discutiré las implicaciones de estos resultados.

Resumen: Se describe un método para cuantificar la desviación de isotropía local de eventos múltiples de rayos cósmicos ultra energéticos detectados por el Observatorio Auger. Usando estos resultados se busca una correlación angular entre los multipletes de mayor significancia estadística con objetos astrofísicos tomados de catálogos de galaxias activas. Al final de esta plática se describen también los avances en el monitoreo de actividad solar mediante un detector Cherenkov de agua localizado en el IFM.

Resumen: La física de astropartículas conjuga a la física de partículas elementales, a la cosmología y a la astrofísica. En esta charla daremos una breve descripción del tema y un panorama de algunos de los problemas interesantes del momento.

Resumen: Después de alrededor de 20 años, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) ha comenzado a funcionar. Dentro del LHC, se encuentra ALICE, experimento dedicado a la física de colisiones protón-protón e ión-ión. En esta plática, se presenta un bosquejo de algunos tópicos de física que en sus orígenes se plantearon estudiar, llegando a los primeros resultados de colisiones protón-protón en ALICE. Estos primeros resultados permiten una primera caratrerización de los eventos. No obstante, presentaré algunos resultados muy preliminares que permiten explorar la topología de eventos con deternimadas características, logrando una mejor caracterización y poniendo en evidencia la primera física del ALICE.

Resumen: Todo lo que sabemos acerca de nuestro universo se debe a observaciones realizadas usando el espectro electromagnético. Pronto, observaciones de ondas gravitatorias abrirán una nueva ventana hacia el universo y podrán influir en forma fundamental en nuestra comprensión de diversos sistemas. Esta charla presentará un resumen del campo conectando luego con otros experiementos que inclusive podríamos hacer en nuestros hogares.

Resumen: Desde sus orígenes, las matemáticas han jugado un papel muy importante en la física. A lo largo de su historia, las relaciones se han debilitado o intensificado. En los siglos XX y XXI las teorías de gauge y las teorías de cuerdas, han jugado un papel muy importante para el estudio y clasificación de espacios con diferentes estructuras y diferentes dimensionalidades. En esta plática haremos una revisión sobre estos desarrollos y sus implicaciones en la física y las matemáticas.

Resumen: El modelo comsológico actual provee un mecanismo para la formación de los elementos necesarios para la existencia de estrellas y galaxias. Cuando se combina con las mediciones más recientes de la Radiación Cósmica de Fondo, es posible reconstruir la estructura completa del Universo hasta formar los objetos más grandes que observamos: Galaxias y Cúmulos de galaxias. En esta charla revisamos los elementos básicos de la teoría que explica la formación de estas estructuras así como nuestro trabajo reciente en cuanto a interacción y formación de halos de Materia Oscura.

Resumen: Nuestro conocimiento de la Física Fundamental que gobierna a las partículas elementales ha alcanzado un grado de precisión sin precedente en la historia, gracias en buena medida, al desarrollo de diversas herramientas teóricas y del modelo que se emplea para describir a las interacciones fundamentales: el Modelo Estándar de las partículas elementales. Sin embargo, aún no podemos considerar este modelo como una teoría completa. Varios de sus aspectos constructivos carecen de un sustento teórico claro, o simplemente son insuficientes para describir todos los fenómenos que se observan en la naturaleza, a nivel de sus bloques fundamentales. Nuestra ignorancia, a este respecto, nos ha motivado en las últimas décadas a explorar nuevas ideas, en busca de una nueva teoría, y/o de nuevos posibles fenómenos, que nos brinden una mejor comprensión de la física fundamental. A lo largo de la charla se ofrecerá una breve visión a algunas de las preguntas que nos guían por este camino, y de las alternativas que la física teórica explora hoy en día.

Resumen: Recientes datos del Tevatron imponen cotas inferiores a la masa del Z' del orden de 1 TeV para los modelos más conocidos. En nuestro trabajo mostramos que esto se tiene para la mayoría del espacio de parámetros en E6 con mezcla cinética. En este espacio estan las familias de modelos libres de anomalías mejor motivadas en la literatura. Adicionalmente comentamos algunos de los procedimientos técnicos para calcular la distribución observada en masa invariante en colisiones ppbar, de dimuones provenientes de resonancias vectoriales neutras.

Abstract A neutral gauge sector with an additional U(1)' boson is one of the best motivated extensions of the Standard Model. We analyze various models with such an extra U(1)' gauge symmetry at low energies, and impose limits on the mass of the neutral Z' boson, M_Z', predicted in all such models, and on the Z-Z' mixing angle. We find that he precision electroweak (EW) data strongly constrain the mixing to very small values and we generally find lower limits on M_Z' of O(1 TeV). In some models, these limits are stronger than the direct limits from collider experiments.

Resumen: En los últimos años, las técnicas de simulación de agentes han sido aplicadas, en el estudio de sistemas económicos y sociales. Estas técnicas permiten seguir mediante la computadora el estado de cada uno de los agentes y las interacciones entre estos del modelo que representa al sistema que se estudia. Mediante este enfoque es posible aproximar el comportamiento global del sistema. Un ejemplo de su uso, es su aplicación al estudio de los mercados financieros. En esta plática, examinamos algunas de estás técnicas: mostramos algunos ejemplos sencillos y discutimos cuales deberían de ser las principales características que estos modelos deben reproducir correctamente para ser considerados mínimamente válidos.

Abstract: Five-dimensional analytic spinor model with complex coordinates is considered within multi-world approach as theory with unstable self-energy states. We study the arrow of time in its dynamics and propose a compactification scheme based on the principle of maximal probability. In is shown that the resulting theory possesses an effective Clifford algebra - valued gravity. We plan to present results obtained for the case of homogeneous and isotropic cosmology.

Abstract We describe the operation of the Auger Observatory for the detection of ultra high energy cosmic rays by means of an array of water Cherenkov detectors on the surface and a set of fluorescenece telescopes at the borders of the array. We review the data analysis that led to the result that the arrival directions of ultra high energy cosmic rays observed with the Auger Observatory are correlated with the positions of known active galactic nuclei as published in the 2007 Science paper.

Resumen: En esta charla se describirá el llamado termino topológico de Wess-Zumino-Witten (WZW) acoplado a un modelo sigma no-lineal en dimensión 2n. Las aplicaciones de este término son muchas, por ejemplo en QCD esta íntimamente relacionado con la estructura anómala no-abeliana de la teoría. Por otro lado se describirá el problema de construir de forma sistemática una extensión invariante de norma. El modo de abordar el problema es a través de la cohomología G2-equivariante de G1, donde G1 es un grupo de Lie compacto y conexo que funge como variedad de fondo del modelo sigma y G2 es el grupo de simetría de la teoría. En este formalismo la solución a nuestro problema viene dada mediante una extensión equivariante cerrada. Dichas extensiones se pueden llevar a cabo en dos formalismos algebraicos de la cohomología equivariante: el formalismo de Cartan y el formalismo de Weil. En este contexto ambos formalismos resuelven aspectos complementarios de la estructura anómala de la teoría. Una de las grandes ventajas de este formalismo es la independencia de nuestros resultados con respecto al espacio-tiempo y a las representaciones de los grupos. Por &uacte;ltimo, relacionamos algunos resultados con el teorema del índice de Atiyah-Singer

Resumen: Presento métodos de muchos cuerpos para tratar la QCD a bajas energías. Tomando en cuenta 2 o 3 niveles orbitales, podemos encontrar una solución analítica. Para un número arbitrario de niveles, se aplican dos transformaciones unitarias succesivas, encontrando una solución al problema. Los gluones están tomados en cuenta por un potencial estático constante.

Resumen: Las mediciones experimentales de correlaciones azimutales entre partículas originadas en colisiones nucleares a altas energías contribuyen a la caracterización de las propiedades del plasma de quarks y gluones producido en estas colisiones. Estas correlaciones suelen explicarse en términos de la respuesta de modos colectivos del plasma al paso de partículas energéticas, No obstante, recientemente se ha mostrado que aun en colisiones entre protones existen contribuciones a estas correlaciones provenientes de tres jets en el estado final, que pueden ser discernidas mediante las variables de forma. La pregunta es si existe un mecanismo amplificador en colisiones nucleares que haga que este tipo de contribuciones sea más significativa en este ambiente en relación al caso de colisiones entre protones. En esta charla muestro como se comparan procesos donde dos partones en el estado inicial producen, ya sea dos o tres partones en el estado fnal, tanto en colisiones entre protones como entre núcleos pesados. Muestro que el mecanismo de amplificación puede deberse a la diferencia de los caminos recorridos por los partones dentro del plasma y por lo tanto a la diferente pérdida de energía que experimentan.

Resumen: Los discos de acreción alrededor de objetos compactos como agujeros negros o estrellas de neutrones, resultan ser uno de los laboratorios naturales para estudiar los campos gravitacionales fuertes y sus efectos. Se ha considerado incluso que estos objetos pueden ser fuentes potenciales de ondas gravitacionales. La dinámica de los discos es compleja por lo que es necesario seguirla mediante simulaciones numéricas. En esta charla revisamos algunos estudios numéricos sobre discos de acreción y su respuesta ante perturbaciones globales en el contexto de Relatividad General.