Bariloche Atomic Centre
Repositorio Institucional del Centro Atomico Bariloche y el Instituto BalseiroNot a member yet
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Exsolución de nanocatalizadores en electrodos tipo perovskita para celdas sofc simétricas de temperatura intermedia
Get PDFActualmente la creciente demanda de energía se satisface principalmente con la combustión de hidrocarburos no-renovables, una tecnología ineficiente que genera grandes cantidades de gases de efecto invernadero. La descarbonización de la matriz energética requiere de una transición hacía tecnologías más eficientes y fuentes de energía más limpias, utilizando el hidrógeno como vector de energía. En este nuevo esquema energético, las celdas de combustible (SOFC) y electrolizadores (SOEC) de óxido sólido pueden jugar un rol fundamental en la conversión reversible entre H2+O2↔H2O+energia. Para consolidar esta tecnología se apunta a obtener materiales más estables y tolerantes frente a combustibles ricos en C y en disminuir las temperaturas de operación (TOP) con el objetivo de disminuir los procesos de degradación de los materiales y alargar la vida útil de los dispositivos. En este sentido, los materiales de electrodo tipo óxidos conductores mixtos (iónicos y electrónicos, MIEC), con estructura perovskita son interesantes dado que presentan una excelente estabilidad y tolerancia a impurezas en los combustibles. Para mejorar el rendimiento electroquímico de estos óxidos se suele recurrir a decorar su superficie con nanopartículas electrocatalíticas de manera de promover las reacciones de electrodo. La exsolución es una técnica de decoración superficial que consiste en la segregación controlada de metales que originalmente forman parte de la perovskita, pero que bajo la acción de una atmósfera reductora difunden hacia la superficie formando nanopartículas metálicas sin alterar la estructura perovskita. Las nanopartículas actúan como nanocatalizadores potenciando las reacciones de oxidación del combustible (H2). Por otro lado, si este electrodo “decorado” se somete luego a una atmósfera oxidante (reoxidación) permitiría reacondicionarlo y alargar su vida útil, al tiempo que el electrodo reoxidado puede funcionar como cátodo reduciendo el O2 del aire, siendo posible utilizar un mismo electrodo como ánodo y como cátodo en un diseño de SOFC simétrico.
En esta tesis nos centramos en el estudio de una familia de materiales de electrodo de composición general SrTi0.3Fe0.7O3-δ (STF), donde luego reemplazaremos parcialmente el Fe por cationes más fácilmente reducibles, como son el Ni y el Co, para producir la exsolución. Comenzaremos estudiando el STF como material de partida, haciendo foco particularmente en el efecto de la microestructura en la estabilidad y en el comportamiento electroquímico (Capítulo 3). Luego, estudiaremos el proceso de exsolución de aleaciones bimetálicas de Ni-Fe (Capítulo 4) y trimetálicas de NiCoFe (Capítulo 5) a partir del dopaje del electrodo original, STF, con Ni y Ni/Co respectivamente. Veremos que la expulsión parcial de estos metales de la estructura perovskita genera un exceso de Sr en los electrodos post-exsolución, pero que este efecto puede ser contrarrestado mediante la incorporación de una deficiencia de Sr en la perovskita original. Los estudios presentados en estos capítulos iniciales nos permitirán hallar dos materiales de electrodo de características muy interesantes que serán estudiados con mayor detalle en los capítulos 6, 7 y 8 (el Sr_0.93Ti_0.3Fe_0.63Ni_0.07O_3-δ y Sr_0.93Ti_0.3Fe_0.56Ni_0.07Co_0.07O_3-δ preparados por sol-gel, STFN93-sg y STFNC93-sg respectivamente). En particular, en el Capítulo 6 estudiaremos el efecto de la temperatura en el proceso de exsolución del electrodo STFN93-sg y su impacto en el comportamiento electroquímico como ánodo. En el Capítulo 7 abordamos los procesos de exsolución y reoxidación del electrodo STFN93-sg mediante un estudio de química superficial utilizando técnicas in-situ de espectroscopia de fotoelectrones y de absorción de rayos X (XPS y XAS). Al mismo tiempo, evaluaremos el comportamiento catódico del electrodo original en comparación con el electrodo reoxidado. Finalmente, en el Capítulo 8 repetiremos un estudio similar al de los capítulos 6 y 7 pero con el electrodo STFNC93-sg. Veremos que los electrodos STFN93-sg y STFNC93-sg estudiados en esta tesis son candidatos muy prometedores para celdas SOFC simétricas de temperatura intermedia (IT-S-SOFC) debido a su buena respuesta electroquímica como ánodo y como cátodo y fundamentalmente a la capacidad de auto-regenerar parcialmente el electrodo alternando entre atmósferas reductoras y oxidantes
Machine Learning aplicado al análisis de variabilidad del patrón respiratorio
Get PDFEn el presente proyecto integrador, se desarrollan los algoritmos para el análisis de la variabilidad del patrón respiratorio (presión y flujo) para detectar e identificar cambios en el sistema biológico de pacientes bajo ventilación mecánica asistida. El proceso consistió en el análisis de
las señales de presión de vía aérea y flujo respiratorio por medio de técnicas de procesamiento digital de señales, de modo de extraer parámetros que caracterizan la mecánica respiratoria de los sujetos. Sobre estos parámetros se aplicaron métodos de machine learning con el objetivo final de generar un sistema online y automático capaz de detectar cambios en el patrón respiratorio que puedan estar relacionados a una modificación del estado del paciente, permitiendo generar alarmas multiparamétricas de interés para el personal médico.
Para el desarrollo, en primer lugar, se trabajaron con señales de distintas fuentes. Entre ellas de un modelo mecánico de ventilación asistida, de un ensayo in vivo del ventilador mecánico de emergencia, de 3 pacientes en terapia intensiva con sedación estables, de 5 pacientes bajo intervención quirúrgica en la zona abdominal y de 3 pacientes bajo intervención quirúrgica periféricas. En segundo lugar, se procedió a separar los ciclos respiratorios para el análisis temporal de características descriptivas de los estados de los pacientes. Con la separación realizada se procedió a la extracciones de las características mas relevantes ciclo a ciclo. El set de datos se conforma con las características ciclo a ciclo de cada caso: modelo, el ensayo in vivo y para cada paciente. Este set de datos es analizado con métodos de machine learing que se presentan a continuación.
La utilización de los métodos de machine learning tuvo como objetivo encontrar distintas clases en el patrón respiratorio e identificar que característica es la más relevante. Para ello, se plantearon dos caminos. El primero consistió en realizar el análisis por componentes principales (PCA) para visualizar los datos en un espacio tridimensional con la menor cantidad de información perdida posible y la maquina de vector de soporte (SVM) de una clase con datos que representen un estado estable y de referencia, este estado es llamado estado basal.
Entonces, los datos restantes que fueren clasificados como valores atípicos con respecto al estado basal se le aplico el algoritmo de agrupamiento espacial basado en densidad de aplicaciones con ruido (DBSCAN) para identificar valores atípicos y grupos formados. Este camino no parece ser de utilidad cuando se presenta el fenómeno de concept drif t en donde los datos cambian con el tiempo. Entonces, el segundo camino, fue aplicar directamente el algoritmo de agrupamiento DBSCAN. La desventaja de este camino, es que se necesita un post-procesamiento para saber que grupo formado corresponde al estado basal. Por ultimo, con los grupos formados se aplico la prueba F (F-test) para saber que parámetros tuvieron mayor varianza entre grupos y además para asignarle un valor numérico a estos cambios.
Los resultados del trabajo muestran que la metodología desarrollada puede ser de utilidad para generar alarmas multiparamétricas en base a la variabilidad del patrón respiratorio de sujetos bajo ventilación mecánica. Dichas alarmas tienen la función de alertar al personal médico de
cambios tanto instantáneos como progresivos de la mecánica ventilatoria, lo cual muchas veces no es simple o factible de observar con los monitoreos que se utilizan actualmente en terapia intensiva o durante intervenciones quirúrgicas.
Los resultados presentados en el trabajo indican una mejor performance de la técnica SVM para los casos de los sujetos en terapia intensiva y el agrupamiento DBSCAN para los pacientes bajo intervención quirúrgica, para los fines mencionados
Qubit protegido contra errores y compuertas cuánticas rápidas basadas en la transición Landau-Zener-Stuckelberg
Get PDFEn los últimos años se han desarrollado grandes avances en el campo de la computación cuántica, permitiendo la realización de algoritmos cuánticos con un número cada vez mayor de qubits y tiempos de operación más largos. Esto se ha logrado gracias a mejoras en la coherencia de los qubits y de las puertas cuánticas que se utilizan para manipularlos. En esta tesis se proponen y estudian alternativas orientadas a optimizar la coherencia tanto de los qubits como de las puertas cuánticas.
En la primera parte de esta tesis se propone un nuevo tipo de qubit superconductor, llamado qubit fermiónico-bosónico, que presenta una protección simultánea contra los dos canales de ruido de los qubits gracias a su diseño de parámetros. Nuestra simulación indica que este qubit puede alcanzar un tiempo de coherencia de aproximadamente 10 ms, lo que es un orden de magnitud más alto que los valores actuales de los qubits superconductores.
A partir de una reciente propuesta de puerta rápida de un qubit basada en las transiciones Landau-Zener-Stuckelberg (LZS) se estudiaron los efectos de la disipación, lo que permitió determinar el punto ´optimo en términos de coherencia de la puerta. Finalmente, se propone una puerta rápida de dos qubits basada en las transiciones LZS y se estudian los efectos de disipación para determinar el punto de optimización de la coherencia de la puerta
Películas magnéticas delgadas con anisotropía perpendicular: fabricación y estudio de paredes de dominios
Get PDFLa anisotropía magnética perpendicular (PMA) dominante es una característica que se presenta en películas delgadas o sistemas multicapa magnéticos, y resulta de gran interés para una amplia variedad de aplicaciones en el área del almacenamiento de información debido a su amplio potencial para el diseño y fabricación de dispositivos espintrónicos de nueva generación. Hoy en día, éstos representan una promesa para el desarrollo de memorias magnéticas de alta velocidad de conmutación y baja energía de procesamiento. Las paredes de dominios (DWs) magnéticas, es decir, la zona de transición entre dos dominios magnéticos, y particularmente su dinámica, han sido de continuo estudio debido a su rol fundamental en la comprensión de los mecanismos de inversión de la magnetización. La comprensión y cuantificación de distintos parámetros asociados a la naturaleza de esta dinámica, como la velocidad de propagación y rugosidad de DWs, es crucial para definir el potencial de un material en el desarrollo de dispositivos espintrónicos.
En este trabajo, se presenta un estudio detallado de la optimización de parámetros de fabricación de sistemas magnéticos a base de películas delgadas tanto de metales como de óxidos magnéticos mediante el método de sputtering DC, apuntando a inducir una PMA dominante en muestras de Pt/Co/Pt y La_0.75Sr_0.25MnO_3 (LSMO). Optimizando la fabricación de muestras, se logró tener un buen control en la reproducibilidad de películas de Pt/Co(< 1 nm)/Pt con PMA dominante. Por otro lado, si bien no se logró fabricar películas de LSMO con PMA dominante, controlando la anisotropía magnética inducida por tensiones en la interfaz película/substrato, se ha logrado obtener muestras que exhiben alguna componente de PMA.
Se ha llevado a cabo un estudio sistemático de la dinámica de propagación y de la rugosidad de DWs magnéticas desplazadas con campo magnético en el régimen de creep a temperatura ambiente en películas de Pt/Co/Pt con PMA dominante mediante microscopia de Efecto Kerr Magneto-Óptico polar. Para realizar un análisis estadístico de las DWs observadas, se parametrizó cada interfaz con una función (). La influencia del campo en la rugosidad de las DWs se estudió mediante la función de correlación de fluctuaciones ()=〈[(+)−()]"2〉 de un conjunto de interfaces (), obtenidas bajo las mismas condiciones experimentales. Del comportamiento tipo ley de potencias de la función de correlación ()=0"2, se obtuvieron para cada campo , el exponente de rugosidad y la amplitud _0. Se observó que el exponente de rugosidad es independiente de , mientras que, por otro lado, la amplitud de rugosidad depende considerablemente del campo, tal que disminuye al aumentar la intensidad de . A partir de los resultados experimentales, se propone una interpretación teórica de los mismos mediante la existencia de un crossover de regímenes, tal que el exponente de rugosidad se puede definir como un exponente efectivo, descrito por los exponentes de rugosidad de los regímenes de depinning y térmico, los cuales están asociados a distintas escalas de longitud
Dinámica de polaritones en microcavidades ópticas
Get PDFLos polaritones excitónicos de microcavidad son cuasipart´ıculas h´ıbridas parte luz - parte materia que emergen del acoplamiento fuerte entre excitones de pozos cuánticos y fotones que se encuentran confinados en una microcavidad semiconductora. La componente excitónica de los polaritones dota a los mismos de la capacidad de interactuar. Las no linealidades originadas producto de dicha interacción Coulombiana están ligadas a un gran número de efectos fascinantes, como por ejemplo la capacidad de manipular, direccionar o conmutar flujos de polaritones, biestabilidades, etc. A su vez la parte excitónica hace susceptibles a los polaritones a campos eléctricos y magnéticos. Por otro lado, su componente fotónica les confiere una masa efectiva que puede ser cuatro ordenes de magnitud menor que la del excitón desnudo. Esto ultimo, junto al hecho que los polaritones obedecen una estadística bosónica, les ha dado un especial protagonismo a la hora de estudiar condensados de Bose-Einstein (BEC) fuera de equilibrio, en uno o más estados cuánticos, a temperaturas criogénicas e incluso a temperatura ambiente. Sumado a esto, la posibilidad de analizar los fotones que se escapan de la cavidad permite a su vez una magnífica accesibilidad experimental, pudiendo medir de forma directa la relación de dispersión y la distribución espacial de los polaritones, así como también obtener información sobre la fase relativa entre distintos puntos de la distribución de polaritones mediante experimentos de interferencia.
Las técnicas modernas de crecimiento epitaxial permiten actualmente confinar polaritones no solo en cavidades planas, sino también en trampas 1D y 0D, micropilares, microdiscos e incluso redes de diversas geometrías. Esta versatilidad a la hora de diseñar los potenciales de confinamiento posibilita usar los sistemas de polaritones también como plataformas altamente versátiles para emular física de Hamiltonianos 1D Y 2D. Esto permite trasladar al contexto de la fotónica algunas de las propiedades de sistemas electrónicos usuales de materia condensada e incluso diseñar nuevos Hamiltonianos con novedosas propiedades topológicas y de trasporte para los polaritones.
Por ultimo, otro de los campos donde los polaritones han tenido una especial relevancia en el ultimo tiempo es el de la optomecánica en microcavidades. Estos sistemas cuánticos híbridos aprovechan el hecho de que las mismas cavidades que soportan fotones (o polaritones) pueden ser diseñadas de tal forma que confinen fonones y que estas vibraciones se acoplen fuertemente a los modos fotónicos y excitónicos presentes en las mismas.
En esta tesis abordaremos algunos aspectos de las líneas de investigación en polaritones de microcavidad mencionadas anteriormente, el trabajo puede dividirse en dos partes, en función de la temática y del grupo experimental con el cual se realizaron las colaboraciones.
En la primera parte presentaremos una versión modificada de los modelos usuales tipo Gross-Pitaevskii que nos permite describir con mucho detalle una serie de mediciones realizadas en arreglos de microtrampas de diferentes tamaños. En estos experimentos, puede verse como las energías de los niveles polaritónicos confinados experimentan un corrimiento hacia valores mayores, tendiendo a acercarse a las energías de los modos fotónicos puros.
A su vez, en algún punto de este corrimiento el sistema experimenta una transición a un estado de emisión coherente. Nuestros resultados sugieren que, para reproducir correctamente esta renormalización de la energía y los potenciales efectivos asociados de los estados poliatómicos en función de la potencia de excitación, es importante incluir en el modelo tanto los efectos de las interacciones entre polaritones como de la saturación del acoplamiento fuerte debida una reducción del desdoblamiento Rabi. Usaremos estos modelos a su vez para describir resultados novedosos sobre la generación de estados coherentes de dos fonones en sistemas de fluidos cuánticos de luz confinados en arreglos de microtrampas. Mostraremos que por encima de la potencia umbral donde el sistema de polaritones transiciona a un estado coherente, aparecen comportamientos físicos muy interesantes cuando la diferencia de energía entre el estado fundamental de la trampa que es directamente bombeada por el láser externo y el de alguna de sus vecinas coincide con la energía combinada de un par de los fonones confinados en la microestructura. En particular describiremos la aparición
de una resonancia paramétrica optomecánica, que se ve acompañada de un locking de las energías de los estados fundamentales de la trampa bombeada y vecina y un fortalecimiento del tunneling entre dichos estados fundamentales, mediado por transiciones a través del estado excitado inducidas optomecánicamente.
En la segunda parte de la tesis presentamos un modelo tight-binding minimal en la cantidad de parámetros libres, que nos permite describir con gran precisión la estructura de bandas y los estados de borde de redes y cintas de grafeno polaritónico construidas en base a micropilares completamente grabados en la estructura semiconductora. El modelo incluye como elementos fundamentales, la presencia de orbitales tipo s y p no ortogonales. Analizaremos en particular la influencia que tiene la no ortogonalidad, la interacción ´ınter-orbital y el efecto espín-órbita fotónico tanto en la dispersión de bulk como en los estados de borde
Producción simple y doble del bosón de Higgs en modelos con nuevos fermiones
Get PDFEn este trabajo se estudian los efectos de modelos con física más allá del modelo estándar en la fenomenología del bosón de Higgs. En particular, se evalúan los efectos de modelos con resonancias fermiónicas extras en su sección eficaz de producción simple y doble en el proceso dado por la fusión de gluones a √s = 14TeV. Partiendo en una primera parte donde se desarrollan las motivaciones para la búsqueda de nueva física con énfasis en el problema de la jerarquía en el sector del Higgs, y dando cuenta de los aspectos teóricos que dan forma a los modelos que nos interesan, se desarrolla de manera breve la fenomenología conocida y los elementos teóricos que serán necesarios para los cálculos. Luego, se describen las herramientas utilizadas en los cómputos numéricos, yendo desde la implementación del modelo explicitando sus componentes y lagrangiano en FeynRules, pasando por su renormalización y compilación, y terminando con la simulación propiamente dicha, la cual se realizó con MadGraph. Finalmente se describen los resultados para los dos modelos utilizados: uno análogo al modelo estándar donde se dejan de lado los quarks livianos y se suman al top dos fermiones extras tipo up de mayor masa, y una versión del minimal composite Higgs model donde se añaden grados de libertad fermiónicos tipo quarks up y quarks down acomodados en dos multipletes 52/3 y un 102/3. La motivación principal para este ultimo modelo radica en el problema de la jerarquía. Para las simulaciones en ambos modelos, se obtuvieron primero conjuntos de parámetros a partir de hacer una exploración del espacio posible y extraer aquellos valores compatibles con la física conocida. En el primero de los modelos, que sirvió como base para verificar la implementación y ver efectos sencillos sin muchos grados de libertad adicionales, no se observaron correcciones significativas a las secciones eficaces de producción doble. En el segundo, en cambio, sí se observaron efectos importantes, y se identificaron diferencias entre incluir o no en los cálculos a los quarks tipo down y
un operador que añade un vértice con dos Higgs y dos fermiones
Estudio de procesadores GMTI para radares aerotransportados
Get PDFEn este proyecto integrador se estudian e implementan procesamientos orientados a detectar y localizar objetos en movimiento empleando un radar aerotransportado. A diferencia de un radar fijo, en un radar aerotransportado el espectro de frecuencias correspondiente a la señal indeseada o clutter se encuentra ensanchado y desplazado en frecuencia. Blancos que se encontrarían en la zona limpia del espectro si el radar no se moviese, ahora caen cerca o incluso dentro de la región de clutter, dificultando así su detección.
Para este fin, se desarrolla una cadena de procesamiento GMTI, se estudian e implementan cada uno de sus eslabones y se verifican empleando datos reales. La cadena propone en su comienzo un acondicionamiento de la señal recibida, luego se realiza el algoritmo de compresión de pulso en tiempo rápido, se separan de pulsos, sigue el algoritmo FFT en tiempo lento, se compensan los efectos del ángulo de elevación, se realiza un filtrado MTI, se detectan blancos, se descompone el corrimiento Doppler, se posicionan las detecciones, se agrupan detecciones y finalmente, se realiza un seguimiento de blancos. Este ´ultimo procesamiento sólo fue verificado en datos simulados.
Este trabajo se realiza en el marco del desarrollo del POD-ISR por parte de la empresa INVAP S.E.. Los datos reales adquiridos fueron captados por el primer modelo de evaluación tecnológica del POD-ISR y los datos simulados fueron generados por medio del simulador de datos radar SIDRA de la empresa INVAP S.E.. Además, toda la implementación está llevada a cabo en el lenguaje de programación python
Modelos matemáticos y técnicas de aprendizaje automático para el estudio del movimiento animal
Get PDFLa tortuga terrestre Chelonoidis chilensis es una especie que se encuentra en estado vulnerable a nivel nacional e internacional y está incluida en el Apéndice II de CITES, siendo el reptil autóctono más comercializado en el mercado ilegal de mascotas de Argentina [1]. Los estudios en campo son escasos, dado que su camuflaje con el entorno hace que sea difícil detectarla en su hábitat natural, lo que provoca la falta de datos necesarios para su estudio y conservación. Las técnicas de aprendizaje automático, podrían ayudar a resolver este problema puesto que se pueden utilizar para clasificar señales de sensores inerciales colocados sobre el animal, con distintos comportamientos del ejemplar, sin necesidad de la observación directa. En este trabajo se empleó una unidad de navegación que cuenta con acelerómetro, giroscopio, GPS, y termómetro. Se analizaron datos recolectados con este dispositivo sobre tortugas silvestres, en campos cercanos a la ciudad de San Antonio Oeste (Prov. de Río Negro), desde noviembre de 2020 hasta enero de 2022. También se recolectaron datos de tortugas de una especie de similares caracter´ısticas, Chelonoidis denticulata, en el Parque Amaru de la Ciudad de Cuenca- Ecuador y se grabaron sus movimientos con cámaras de vigilancia. Se logró diseñar un algoritmo de aprendizaje automático capaz de detectar en tiempo real cuando una tortuga se mueve, con una precisión de 99.83 %. También se diseñó un modelo que detecta cuando una tortuga pone huevos o copula aunque es necesario obtener más datos para estimar su precisión en el mundo real y detectar otras actividades como caminata y cópula. Se encontró una correlación positiva significativa entre los períodos de actividad y los de mayor temperatura. Adicionalmente se encontró un umbral en la temperatura ambiente a partir del cual las tortugas reducen su actividad. Este resultado puede ser relevante ya que se ha reportado la disminución en poblaciones de otros reptiles como consecuencia del incremento de temperatura ocasionado por el calentamiento global. En la próxima etapa del estudio se explorar´a la implementación de cambios en la unidad de navegación, como la adición de sensores (sonido, cámaras)
que permitan etiquetar datos y la programación del algoritmo de adquisición de datos para mejorar la duración de la batería
Filtros selectivos de dinámicas traslacionales en microestructuras de materia blanca con MRI
Get PDFLa resonancia magnética nuclear (NMR) es, al día de hoy, uno de los métodos más utilizados a la hora de obtener imágenes médicas de forma no invasiva. Sin embargo, los límites de resolución de las secuencias convencionales no permiten acceder a los procesos que suceden a escalas micro y sub-micrométricas, los cuales representan información de vital importancia tanto en el ámbito clínico como en el de investigación. Trabajos recientes sugieren que la secuencia NOGSE (Non-uniform Oscillating-Gradient Spin-Echo) es capaz de obtener información cuantitativa en estas escalas por medio de la difusión molecular, utilizando a los espines nucleares como sensores cuánticos que permiten extraer información sobre su entorno. Sin embargo, los modelos actuales para su respuesta no contemplan la variedad de procesos difusivos que suceden en tejidos biológicos como la materia blanca, lo que limita su capacidad de predicción cuantitativa. Por otra parte, trabajos anteriores han demostrado de forma teórica y experimental que es posible utilizar la secuencia NOGSE para filtrar la señal proveniente de procesos que suceden en escalas espaciales especificas. A partir de esto, en este trabajo implementamos la secuencia de modulación de gradiente NOGSE para filtrar selectivamente la señal proveniente de moléculas confinadas en microestructuras de tamaños específicos, con el objetivo de extraer información estructural de tejidos biológicos aún en presencia de dinámicas moleculares complejas. Para esto, se analizaron los datos correspondientes a experimentos de DWI realizados sobre un fantoma construido con el fin de emular los regímenes difusivos que tienen lugar en los espacios extra-axonales de la materia blanca. En una primer etapa de caracterización, se encontró evidencia consistente de la presencia de una dinámica traslacional compleja, conformada por un proceso de difusión confinada a tiempos cortos y un límite de tortuosidad a tiempos largos. Se observó que la secuencia es capaz de filtrar la señal y observar selectivamente la proveniente de moléculas confinadas a las restricciones de interés en un proceso que denominamos tortuosidad microscópica. A través de un modelo teórico de la señal, se demostró esta observación experimental y posibilitó la determinación de las formas óptimas de configuración de la secuencia para observar esta información cuantitativa. Estos resultados permitieron optimizar protocolos para generar imágenes cuantitativas de información microestructural en cerebro humano para el diseño de nuevas herramientas de diagnóstico médico
Desarrollo de un software de código abierto para el estudio de fenómenos de transporte en reactores de fusión
Get PDFEl trabajo realizado durante esta tesis de maestría surge de la necesidad de estudiar la dinámica de partículas supratérmicas en reactores de fusión, tales como las provenientes de inyecciones de haces neutros o productos de la fusión. Para abordar problemas de este tipo, en trabajos pasados en la sección de Fusión Nuclear y Física de Plasmas del Centro Atómico Bariloche se desarrolló el código FOCUS. FOCUS es un código que permite simular la ´orbita completa de partículas cargadas en plasmas magnetizados utilizando placas gráficas para paralelizar los cálculos. Sin embargo, en esta tesis de maestría se ha desarrollado una mejora de FOCUS, denominada FOCUS-U, que incluye rutinas para leer ficheros de entrada comúnmente utilizados en la investigación de tokamaks, como G-EQDSK, y mejoras en la forma en que se realizan los cálculos de interpolaciones con polinomios de Chebyshev. Se ha validado el código FOCUS-U mediante pruebas comunes como la conservación de la energía y el momento canónico asociado al ángulo toroidal. Además, se han comparando los resultados obtenidos con otros códigos estándares de la industria, como TRANSP y NUBEAM. FOCUS-U es código abierto y su desarrollo se enfoca en las buenas prácticas de programación y
la documentación para facilitar su uso por otras personas y que puedan contribuir al mismo