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Publicación Acceso abierto Simulación de las propiedades de un sistema unidimensional de bosones de espín-1 en presencia de un acople espín-órbita utilizando matrix product states(Universidad del Valle, 2025) Galindo Salgado, Andrés Felipe; Rodriguez-Ramirez, KarenEn este trabajo, desarrollado en el marco teórico detrás de los Matrix Product States (MPS) y Matrix Product Operators (MPO) con un enfoque en su implementación numérica en un lenguaje de programación de bajo nivel como lo es C++, se obtiene como resultado una librería que integra ambos métodos para computar eficientemente observables locales, correladores y operadores no triviales que involucran múltiples sitios, tales como los Hamiltonianos que incluyen términos de hopping o de interacción. La implementación es general y puede ser empleada para una variedad de sistemas. En este trabajo se hace el planteamiento teórico de un sistema conformado por un arreglo unidimensional de bosones de espín-1 en el régimen superfluido, descrito por el Hamiltoniano de Bose-Hubbard en presencia de un acoplamiento espín-órbita efectivo (SOC) modelado por un campo magnético externo. Expresar el sistema en la base del operador Ŝᵧ para alinear el sistema con la orientación del campo externo introduce una nueva base de estados helicoidales, haciendo emerger propiedades físicas novedosas cuyo estudio es de interés en el campo de los átomos ultrafríos. Adicionalmente, se implementan las técnicas de MPS y MPO en el estudio del modelo de Heisenberg cuadrático y de un sistema de espín-1/2 sujeto a interacción espín-órbita como prueba preliminar para la futura implementación en el sistema de espín-1 en el régimen superfluido. El análisis de estados base de múltiples sistemas dentro de distintos regímenes de parámetros provee información física relevante a través de correlaciones, operadores locales y energías de estado base, permitiendo indagar en los detalles característicos de cada una de las fases y modelos estudiados. Este trabajo demuestra que la inclusión del formalismo del MPO a la técnica convencional del MPS permite representar de manera eficiente operadores no triviales que exhiben diferentes rangos de complejidad, todo esto mientras se reduce el coste computacional de las simulaciones. Este formalismo abre direcciones prometedoras para futuros desarrollos, incluyendo algoritmos paralelizados de time evolution block decimation (TEBD) y protocolos de contracción optimizados para sistemas de mayor dimensión.Publicación Acceso abierto Evaluación de incidentes por exposición en exámenes PET-CT(Universidad del Valle, 2025) Osorio Oliveros, Angélica Valentina; Velasco Jaramillo, Johana Alexandra; Tabares, JesusEste estudio tuvo como objetivo identificar incidentes relacionados con la exposición a radiación en pacientes adultos y pediátricos sometidos a exámenes de PET-CT con protocolo de cuerpo completo. Se realizó un estudio cuasiexperimental analítico comparativo de antes y después, utilizando una metodología basada en niveles de investigación en un servicio de medicina nuclear. Se recopilaron datos de 604 pacientes en la primera muestra desde el mes de octubre a diciembre del año 2022 y 758 en la segunda desde julio a septiembre de 2023. En el primer grupo, se identificaron 62 casos en pacientes adultos (11 %) y un paciente pediátrico (6,3 %) con indicadores que superaban el nivel de investigación, de los cuales 21 adultos fueron clasificados como incidentes sin daño: 9 (1,5 %) por falla en la colocación del tiempo por BED, 6 (1,02 %) por el indicador CTDIvol, 6 (1,02 %) por magnitud del DLP total y 5 (0,85 %) por el indicador de dosis efectiva. Los incidentes se atribuyeron principalmente a un mal centrado del paciente y a errores en la selección del tiempo por BED. Como medida correctiva, se implementaron capacitaciones para el personal sobre el centrado adecuado, la correcta configuración del tiempo por BED y la selección apropiada del protocolo. En la segunda muestra, se identificaron 82 casos de pacientes adultos (11 %) y un paciente pediátrico (4,2 %) para investigación, con 14 incidentes en adultos: 9 (1,2 %) por falla en la colocación del tiempo por BED y 5 (0,6 %) por CTDIvol, sin incidentes relacionados con la magnitud del DLP total y la dosis efectiva. El análisis estadístico mediante la prueba exacta de Fisher mostró una reducción significativa en la proporción de incidentes en el segundo grupo, evidenciando el impacto positivo de la intervención y la eliminación de casos en los que los pacientes superaran dos o más niveles de investigación.Publicación Acceso abierto Determination of non-Markovinity in the Jaynes-Cummings model(Universidad del Valle, 2024) Ramos Arias, Manuel Alejandro; Argüelles, ArturoIn this work, we outline an innovative proposal, on the basis of a powerful data analysis technique known as principal component analysis (abbreviated PCA), to characterize and quantify the degree of non-Markovianity of an open quantum physical system. In particular, the method to be introduced is applied to the Jaynes-Cummings model, whose dynamical behavior is geometrically illustrated by the Bloch sphere representation. Finally, our proposal is compared in a qualitative way with other proposals frequently used in the literature to demonstrate the great advantage it offers as a suitable non-Markovianity quantifier, both because of the enormous computational advantage it brings with, as well as because it takes into account a wider range of accessible quantum states that contribute to the construction of a more complete and general measure.Publicación Acceso abierto Control de calidad de radioterapia guiada por superficie (SGRT) realizado en un hospital público de mediana y alta complejidad del suroccidente colombiano(Universidad del Valle, 2025) Marín Salazar, Juan David; OREJUELA MOSQUERA, DIEGO MAURICIOLa radioterapia guiada por superficie (SGRT) es una técnica de detección de superficies basada en sistemas no invasivos que emplean radiación no ionizante. El gran potencial de esta técnica para reducir la toma de imágenes y su utilidad en el control de movimientos intrafracción, la convierten en una herramienta fundamental para el tratamiento de pacientes sometidos a radioterapia; por tanto, es imprescindible la evaluación del desempeño de la misma. Existen recomendaciones de pruebas generales para realizar el control de calidad de la SGRT por parte de referentes internacionales; sin embargo, estos sistemas son relativamente nuevos en su comercialización y uso, por lo que no se cuenta con suficiente información o guías para el adecuado seguimiento y estandarización de los protocolos de calidad. En este trabajo se caracterizó el control de calidad de la radioterapia guiada por superficie en un hospital público de mediana y alta complejidad mediante simuladores físicos; implementando como guía los reportes TG-147 y TG-302 de la Asociación Americana de Físicos en Medicina (AAPM). Debido a la metología empleada, el protocolo propuesto logra agrupar las pruebas de reproducibilidad interfracción y de exactitud en la detección de movimientos en condiciones estáticas en conjunto con los procedimientos end-to-end, lo que optimiza el proceso del control de calidad. Los resultados mostraron que el sistema Identify permite detectar desplazamientos a nivel submilimétrico de un área útil para el volumen de trabajo clínico de mínimo 20 cm en cada dirección y sentido traslacional, incluso con oclusión de alguna de las cámaras. La exactitud en la detección de los desplazamientos por parte del Identify fue óptima, presentando diferencias menores a 1 mm y 1$^{\circ}$ respecto a la CBCT, valores que se encuentran dentro de las tolerancias sugeridas por los referentes internacionales. El sistema Identify demostró tener la capacidad de reproducir el posicionamiento inicial a lo largo de las fracciones de un tratamiento. A partir de los resultados de las pruebas realizadas y de la organización para la estandarización de los procedimientos, se pudo establecer un control de calidad y un flujo de uso de la SGRT que asegura el posicionamiento del paciente y de la lesión de interés, y la monitorización continua de los movimientos intrafracción.Publicación Acceso abierto Afectación de la masa de las estrellas de neutrones por acoplamiento con el axión en gravedad modificada(Universidad del Valle, 2025) Moreno Chalacá, Sebastián; Granda Velasquez, Luis Norberto; GRAVITACIÓNEn este trabajo se investiga la estructura de estrellas de neutrones en el marco de una teoría escalar-tensorial axiónica. El modelo se define por un acoplamiento no mínimo entre el campo de axión y la curvatura, descrito por la función f(ϕ)=1+ξϕ², y se analiza en el régimen cosmológico post-inflacionario, donde el axión oscila en torno al mínimo de su potencial. Se derivan las ecuaciones de Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV) modificadas en el marco de Einstein, las cuales se resuelven numéricamente para obtener la estructura interna y externa de la estrella. Para ello, se implementó un método de disparo bidimensional en Python. A partir de estas soluciones, se calcula la masa y el radio observables en el marco de Jordan. El análisis se lleva a cabo para tres ecuaciones de estado (EoS) nucleares realistas, aproximadas como politropos a trozos: Wiringa-Fiks-Fabrocini (WFF1), Skyrme-Lyon (SLy) y Akmal-Pandharipande-Ravenhall (APR). Los resultados demuestran que el acoplamiento del axión induce un fenómeno de escalarización espontánea, generando soluciones estelares con una masa máxima superior a la predicha por la Relatividad General. Se encontró que, si bien las curvas M-R son consistentes con ciertas cotas observacionales como los límites de compacidad de GW170817, presenta una tensión con las mediciones de radio de NICER. No obstante, el modelo, especialmente con la EoS APR, logra producir estrellas de neutrones con masas de hasta 2.22M⊙, posicionándolas en el umbral de la ``brecha de masa'' observacional. Esto confirma que la teoría estudiada es un mecanismo viable para la existencia de estrellas de neutrones supermasivas, aunque su compatibilidad fenomenológica completa depende fuertemente de la EoS nuclear subyacente y de los parámetros del modelo axiónico.Publicación Acceso abierto Diagnóstico de cáncer de mama en mamografías por medio de diferenciación de lesiones utilizando radiómica y aprendizaje profundo(Universidad del Valle, 2025) Garro Espinosa, Argiro Andrey; Mercado Diaz, Luis RobertoEste trabajo propone el desarrollo y validación de un modelo computacional híbrido para la clasificación de lesiones mamarias, integrando análisis radiómico y aprendizaje profundo. Utilizando mamografías de repositorios abiertos como CBIS-DDSM, se busca optimizar la discriminación entre lesiones benignas y malignas. La metodología se estructura en tres fases secuenciales: primero, la implementación de un clasificador basado en características radiómicas (textura, forma y primer orden) extraídas mediante PyRadiomics, con posterior selección por relevancia y reproducibilidad; segundo, el desarrollo de un modelo de aprendizaje profundo utilizando arquitecturas CNN preentrenadas como ResNet-50, aplicando transfer learning, y técnicas de data augmentation específicas para mamografías; finalmente, la integración de ambos enfoques mediante un sistema de ensamble con técnicas de stacking y un meta-clasificador optimizado por validación cruzada. La evaluación del rendimiento se realizará mediante métricas robustas como sensibilidad, especificidad y área bajo la curva ROC (AUC-ROC), con validación estadística rigurosa. La implementación en Python garantizará la reproducibilidad y la posible transferencia a la práctica clínica, contribuyendo significativamente al campo del diagnóstico asistido por computadora en radiología mamaria.Publicación Acceso abierto Synthesis and characterization of perovskites halides type CsPbI3 submicron structures(Universidad del Valle, 2025) Jamioy Aricapa, Alvaro Daniel; Mosquera Vargas, Edgar Eduardo; MILLAN FRANCO, MARIO ALEJANDROThis study presents the hot-injection synthesis and characterization of CsPbI₃ submicron structures, focusing on how organic ligands affect morphology, crystallinity, and optical response. Oleic acid (OA) was used as the primary ligand, with systematic variations including oleamide (OAd) and oleylamine (OAm) to control nucleation, anisotropic growth, and phase stabilization. Structural and spectroscopic analyses were carried out using scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDS), UV–Vis absorption, photoluminescence (PL), and Raman spectroscopy. Among the tested formulations, the OA + OAm system favored the growth of elongated, nanowire-like structures. It showed spectroscopic features consistent with partial stabilization of the optically active α-CsPbI₃ phase at room temperature, along with suppression of PbI₂-related signals. These results highlight the effectiveness of ligand engineering in directing anisotropic growth and stabilizing desirable perovskite phases, emphasizing the potential of colloidal strategies to customize CsPbI₃ nanostructures for advanced optoelectronic applications, such as photovoltaics, light-emitting devices, and photodetectors.Publicación Acceso abierto Síntesis de catalizadores a base de níquel para la hidrogenación de dibenciltolueno y benciltolueno(Universidad del Valle, 2025-10-16) Botero Villegas, Laura María; Marín Mercado, Lorena; Rodríguez González, Luis Alfredo; GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN SÍNTESIS ORGANOMETÁLICA Y CATÁLISIS (GISIOMCA); GRUPO DE PELICULAS DELGADASLa creciente demanda energética y la crisis ambiental asociada a los combustibles fósiles han impulsado el desarrollo de tecnologías sostenibles, entre las cuales el hidrógeno destaca como vector energético por su alta densidad y cero emisiones contaminantes. Sin embargo, su producción, almacenamiento y transporte aún presentan desafíos. Este trabajo se centra en el almacenamiento químico mediante Líquidos Orgánicos Portadores de Hidrógeno (LOHC), que ofrecen seguridad, reversibilidad y compatibilidad con la infraestructura existente y en particular en el papel de los catalizadores en la hidrogenación de BT y DBT. Se desarrollaron tres catalizadores de níquel soportados en zeolita mediante impregnación química con cargas metálicas de 5, 10 y 15 % (ZEO5Ni, ZEO10Ni y ZEO15Ni), evaluando su influencia sobre la actividad y estabilidad catalítica. Las reacciones se realizaron en un reactor Parr bajo condiciones controladas y los productos se analizaron mediante GC-MS para identificar y cuantificar las moléculas hidrogenadas. La caracterización estructural y superficial incluyó XPS, SEM y TEM, permitiendo correlacionar los estados de oxidación del níquel y la dispersión y morfología de las partículas con el desempeño catalítico. Los resultados mostraron que la carga de níquel afecta directamente la accesibilidad de los sitios activos y la eficiencia de hidrogenación. ZEO10Ni presentó el mejor desempeño, equilibrando dispersión metálica y actividad, mientras que ZEO5Ni mostró baja actividad y ZEO15Ni evidenció aglomeración y bloqueo parcial de poros. Estos hallazgos confirman la viabilidad de catalizadores Ni/zeolita con bajas cargas metálicas como alternativa competitiva en tecnologías LOHC y contribuyen al desarrollo de soluciones sostenibles para el almacenamiento de hidrógeno.Publicación Acceso abierto Systematization of the world-line quantum Monte Carlo algorithm(Universidad del Valle, 2025) Pinilla Realpe, Juan Pablo; Rodriguez-Ramirez, KarenThe World-Line Quantum Monte Carlo method is a stochastic numerical analysis tool, the implementation of which is of particular relevance in the study of quantum many-body systems. These systems are often difficult to study using analytical techniques or conventional numerical methods. The objective of this study is to simulate a reticular bosonic spin 1 system in the Mott insulator phase, with the aim of characterizing the quantum phase transition between the XY-Ferro and Large D magnetic phases by means of the World-Lines Quantum Monte Carlo. The study highlights the importance of characterizing the magnetic phases using local and non-local observables, which provide information about the magnetic properties of the system in the z-axis. In addition, the transition between the Large D and XY-Ferro phases is analyzed and compared with the results obtained by the MPS algorithm and the field theory. The document begins by establishing the physics of the Bose-Hubbard model, which is a theoretical model for an ultracold system of bosonic spin-1 particles in an optical lattice. The inclusion of the spin degree of freedom in the model gives rise to two types of interactions between the bosons: one that preserves the spin projection after the interaction and one that modifies it. To study the magnetic properties of the system, a quadratic Zeeman field is incorporated into the model, which partially lifts the degeneracy and minimizes the energy of the system depending on the field strength and the magnetic projections of the bosons. Subsequently, Quasi-Degenerate Perturbation Theory is applied, considering the particles’ hopping between lattice sites as the perturbative term, to obtain an effective model of the system. The Bilinear-Biquadratic Heisenberg model is obtained, which restricts the system to the Mott insulator phase and is parametrized by the boson’s interaction strength θ and the field strength D. Finally, the condition of a fixed number of bosons in the lattice is imposed on the canonical partition function of the system. After performing algebraic manipulations to facilitate its calculation, the functional form of a partition function for a grand canonical ensemble in the presence of a linear Zeeman field is retrieved. The algorithm implementation involves the transformation of the partition function of the quantum system to another partition function corresponding to that of a classical system with an additional dimension, the imaginary time, which stores the information about the thermalization of the system ground-state. The Metropolis algorithm is addressed, this method implements the importance sampling and allows the measurement of local and non-local observables through estimators. Specifically, it is possible to measure the internal energy, the magnetization, the total number of bosons, the quadrupole density and two types of spin correlations. In addition, the magnetic susceptibility of the system was measured, which allows the construction of the phase diagram for the transition between the XY-Ferro and Large D phases.Publicación Acceso abierto Análisis del diagrama de bandas de cuasi-cristales cotónicos compuestos por estructuras periódicas independientes(Universidad del Valle, 2025) Calderón Vargas, Juan Felipe; Galíndez Jamioy, Carlos AugustoLos sistemas cuasicristalinos formados por capas superpuestas de cristales fotónicos ofrecen propiedades ópticas únicas que pueden ser modificadas a través del giro o desplazamiento relativo de las láminas que los componen. En este trabajo se estudia el diagrama de bandas de estructuras bicapa, en el punto Γ de la primera zona de Brillouin, usando Análisis Riguroso de ondas acopladas (RCWA) y espectroscopía resuelta en ángulo. Estos métodos fueron validados numéricamente mediante la reproducción de fenómenos ópticos bien conocidos, como la ley de Snell y reflexión total interna, junto con el análisis de sistemas periódicos, como los espejos de Bragg y láminas de cristal fotónico bidimensionales, obteniendo una correlación promedio de 0.99 con predicciones teóricas. Los resultados demuestran que el espectro de transmitancia varía significativamente con el desplazamiento y el giro relativo entre las láminas, debido a la evolución de las resonancias guiadas en función de estos parámetros. Adicionalmente, se encuentra que un sistema bicapa de rejillas de difracción de dióxido de vanadio (VO2) permite modular la intensidad de un láser de dióxido de carbono (CO2) ajustando el desplazamiento relativo de las láminas. Además, el análisis de un sistema cuasicristalino particular, revela que el comportamiento lineal de una resonancia guiada, en función del giro relativo de las capas, podría utilizarse en la fabricación de filtros con frecuencia central variable. Estos hallazgos sientan las bases para la aplicación práctica de sistemas bilaminares y dan paso a futuras validaciones experimentales y desarrollos teóricos más profundos.Publicación Acceso abierto The anisotropic Bose-Hubbard dimer in the mean field approximation(Universidad del Valle, 2025) Becerra Arbeláez, Isabella; Madronero, JavierThis project studies the system formed by two coupled Bose-Einstein condensates, also known as the bosonic Josephson junction. A double-well model is used to trap the ultracold atoms, and special attention is paid to the understudied case of asymmetric wells. A brief introduction to Bose- Einstein condensates and their relationship to optical lattices is provided. The Bose-Hubbard model restricted to two wells is also described, and a large number of particles is considered, allowing for the use of the semiclassical mean-field approximation. By introducing anisotropy into this system, a symmetry breaking in phase space is found, which can be interpreted as a dissipative process emerging in semiclassical dynamics, although the total particle flux is conserved. Additionally, this same system is studied using the spin formalism considering a large number of bosons. Under this approach, the anisotropy affects the system in the same way as a Zeeman effect, where the dimer behaves as an N/2 spin model in the presence of an external magnetic field proportional to ∆. The expectation values of the spin components and their variances are studied, especially for ˆSz , which by definition represents the difference of particles for both wells and depends strongly on the anisotropy. The quantum fluctuations for ˆSx, ˆSy, and ˆSz decrease with increasing particle number, particularly as ∝ 1/N , suggesting that ˆSx, ˆSy, and ˆSz becomes more quantum localized near the semiclassical limit.Publicación Acceso abierto From Kondo to Anderson : time-dependent quantum transport through an interacting quantum dot within the Schwinger-Keldysh field theory formalism(Universidad del Valle, 2024) Fernández Sánchez, Jhoan Alexis; Rodriguez-Ramirez, KarenThis work delves into the theory of interacting electrons and local moment formation, modeled by the single impurity Anderson model (SIAM) and the Kondo effect, under the framework of nanoscale quantum transport theories. We explore the connection between these models through the Schrieffer-Wolff transformation (SWT) and study time-dependent quantum transport through an interacting quantum dot, serving as a bridge between practical quantum transport systems and the Kondo model. Using the intricate Schwinger-Keldysh nonequilibrium Green’s functions (NEGF) technique, we investigate the system’s response to a bias voltage applied to metallic leads, analyzing the Jauho-Meir-Wingreen (JMW) charge current within stationary and wide- band limit (WBL) approximations. Applying the non-canonical Hubbard-I approximation to the electron-electron interaction term, we derived analytical expressions for the time-dependent charge current and electron spin occupation through the quantum dot for different Coulomb interaction strengths between electrons. The results obtained align well with previously reported literature and reveal enhanced mean-field correlation effects on the charge dynamics while assessing the model’s capacity to describe Kondo effects in transport phenomena. This study lays the groundwork for more realistic models and paves the way for advanced theoretical and computational approaches in the quantum transport unit of the theoretical solid-state physics group at Universidad del Valle.Publicación Acceso abierto Desarrollo de nanoestructuras de oro como sensores ópticos para la detección de contaminantes en baja concentración en agua(Universidad del Valle, 2024) Visbal Contreras, Cristhian Alfredo; Marín Mercado, LorenaEn este estudio se presenta un método de fabricación de nanoestructuras de oro (AuNEs) con el propósito de diseñar sustratos para espectroscopía Raman mejorada en superficie (SERS, por sus siglas en inglés). Estas AuNEs fueron producidas mediante el método de “Solid-State Dewetting” a partir de películas delgadas. El proceso de fragmentación se estudió a 300 °C, considerando la duración del tratamiento térmico durante 1, 3, 6 y 12 horas. Posteriormente, estos sustratos SERS se emplearon para detectar Rodamina B (RhB) como analito modelo, simulando un contaminante en agua a una concentración de 5 ppm. La morfología de las AuNEs fue examinada mediante microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés), revelando una forma esferoidal, la cual evoluciona por el fenómeno de coalescencia promovido por el tiempo del tratamiento térmico. Se estimó que el tamaño de las AuNEs oscilaba entre 22 ± 7 y 24 ± 6 nm. La resonancia plasmónica de superficie localizada (LSPR, por sus siglas en inglés) de las AuNEs se determinó utilizando espectroscopía de absorción, mostrando un desplazamiento conforme aumentaba el tiempo de tratamiento. Para analizar las señales SERS de RhB adsorbida en los sustratos de AuNEs se realizaron mapas barriendo un área de 10 × 10 μm sobre la superficie de cada muestra (1, 3, 6 y 12 h), y un análisis comparativo no mostró diferencias significativas en las posiciones de las bandas; sin embargo, se observaron variaciones en la intensidad de la señal Raman en función del tiempo de tratamiento térmico. En términos generales, todas las plataformas SERS detectaron la RhB. Las mejores condiciones de funcionamiento se observaron en la muestra tratada durante 1 hora a 300 °C, mostrando un incremento de 123 veces respecto al espectro de la RhB sobre vidrio, y con una dispersión relativa menor al 20 %.Publicación Acceso abierto Fabricación y caracterización de nanoestructuras semiconductoras a partir de Películas de Cu/Ti//Si para aplicaciones fotocatalíticas(Universidad del Valle, 2024) Pérez Ortiz, María Camila; Marín Mercado, Lorena; Rodríguez González, Luis AlfredoLos problemas ambientales han aumentado significativamente en los últimos años. En busca de soluciones sostenibles, la fotocatálisis ha emergido como una tecnología prometedora, para la cual es necesario estudiar alternative s que permitan mejorar la eficiencia de los procesos fotocatalíticos a bajo costo. Este estudio se centró en fabricar nanohilos de óxidos semiconductores de cobre y analizar su dependencia con el tiempo de recocido, utilizando métodos económicos y accesibles. Se depositaron películas de cobre de 400 nm sobre de titanio en un sustrato de silicio, y se sometieron a tratamientos térmicos a 400 *C durante 5, 15 y 30 minutos en aire. Se estudiaron los efectos del tiempo de recocido en la morfología mediante microscopía de fuerza atómica y microscopía electrónica de barrido. La evolución de la, transformación de cobre a óxidos se analizó con espectroscopía fotoelectrónica de rayos X, espectroscopía de rayos X de energía dispersiva, espectroscopia de absorción ultravioleta-visible y espectroscopía Raman. El estudio reveló una relación directamente proporcional entre el crecimiento de las nanoestructuras y el tiempo de recocido. Se detectó la coexistencia de fases, tales como la cuprita y la tenorita, siendo esta última la más predominante con el incremento de tiempo de recocido. Se encontró una pequeña concentración de óxido de titanio en la superficie. Adicionalmente, se observó que la respuesta óptica estaba directamente relacionada con la duración del tratamiento térmico, donde los anchos de banda encontrados estaban dentro de los rangos adecuados para óxidos semiconductores. En conclusión, los tratamientos térmicos empleados en es demostraron ser efectivos para el crecimiento de nanohilos de óxidos de cobre con propiedades adecuadas para su aplicación en fotocatálisis.Publicación Acceso abierto Dinámica de uno y dos bosones reticulares de espín 1 en presencia de campos magnéticos periódicos externos(Universidad del Valle, 2024) Loaiza Ospina, Sebastián; Rodriguez-Ramirez, KarenLa realización experimental del condensado de Bose-Einstein ha resaltado la importancia de controlar y manipular, con facilidad, sistemas cuánticos cada vez más complejos. En este contexto, el estudio de átomos ultra-fríos cargados en redes ópticas ha demostrado cumplir con estas exigencias, proporcionando escenarios ideales para investigar sistemas cuánticos muy complejos, que solo pueden ser analizados a través de simuladores cuánticos. En este trabajo, se implementa numéricamente el teorema de Floquet usando el método del espacio de Hilbert extendido. El objetivo es estudiar la dinámica de uno y dos bosones de espín 1 en una red óptica unidimensional, en el régimen de superfluido, utilizando como base el hamiltoniano de Bose-Hubbard de espín 1. Además, se aborda el estudio de dicho sistema bajo la influencia de campos de Zeeman lineales o cuadráticos externos, conducidos periódicamente de manera tanto lineal como cuadrática. En primer lugar, se presenta el modelo a estudiar. Comenzamos con el modelo de Bose-Hubbard sin espín para, posteriormente, incorporar el grado de libertad de espín 1 junto con sus interacciones e incluir campos de Zeeman, tanto lineales como cuadráticos, acoplados a un driving periódico, lo que sitúa a nuestro sistema en un marco dinámico. Posteriormente, se introduce la representación bosónica de SU(3) para espín 1 como grupo de simetría, junto con las bases, estados y observables relevantes necesarios para caracterizar completamente nuestro sistema. Para analizar eficazmente este sistema, se emplea una técnica numérica basada en la teoría de Floquet. Se describe el teorema de Floquet, sus implicaciones y sus analogías con el teorema de Bloch. Luego, se presenta el método numérico principal utilizado en nuestro análisis: el método del espacio de Hilbert extendido, que aprovecha la naturaleza periódica de nuestro sistema para transferir el problema al espacio armónico de Fourier, donde la evolución del estado se puede determinar fácilmente. Este método se valida resolviendo analíticamente, de manera exacta, nuestro sistema de una partícula en dos sitios y se compara con nuestra implementación numérica, demostrando una coincidencia sin errores discernibles. Entre los resultados obtenidos, se muestra que, independientemente de la presencia de interacciones cuadrupolares o incluso de interacciones del tipo densidad entre partículas, cualquier estado de espín 1 muestra inherentemente tanto orden cuadrupolar como espinorial. De hecho, se muestra que, cuando el estado inicial es un estado local, sin importar el campo aplicado, la dinámica del orden cuadrupolar, junto con la espinorial, puede condensarse en la desigualdad 10/9 ≤ ⟨Ŝ⟩²t + ⟨Q⟩²t ≤ 4/3, donde el límite superior e inferior resultan ser los valores propios de los operadores cuadrático y cúbico de Casimir del grupo SU(3), respectivamente. Adicionalmente, se muestra que la presencia de campos magnéticos genera nuevas fases y fenómenos en los sistemas, tales como la ruptura de la simetría de invarianza temporal en el caso de una sola partícula bajo un campo lineal, lo que da lugar a fenómenos como la precesión del espín o la resonancia del spin-mixing en el caso de dos partículas bajo un campo cuadrático, donde la intensidad del campo y la interacción entran en fase, mostrando oscilaciones máximas y rápidas que no decaen en el tiempo. Finalmente, se concluye que el método numérico del espacio de Hilbert extendido, basado en el teorema de Floquet, es una herramienta robusta y de alto nivel que proporciona una forma directa y sencilla de estudiar sistemas cuánticos de manera dinámica, incluso en presencia de interacciones complejas y espacios de Hilbert grandes. Además, demuestra una versatilidad notable para analizar los sistemas desde distintos regímenes impuestos por la periodicidad del driving acoplado, tales como el régimen de altas frecuencias, bajo la aproximación de onda rotante, el régimen fuerte, entre otros.Publicación Acceso abierto Aplicación del modelo Osborne para la transformación en la explicación y la comprensión del movimiento desde la concepción aristotélica hacia la newtoniana de un colegio del oriente de Cali(Universidad del Valle, 2015) Peláez Jaramillo, José Julián; URIBE GARTNER, CARLOS JULIOLos estudiantes llegan a las aulas con fuertes ideas intuitivas adquiridas por su entorno o por sus generaciones predecesoras y la ciencia o es una actividad que realiza una sola persona de manera aislada, sino por el contrario los resultados de tal actividad siempre serán permeados por factores externos a la actividad y aún por las ideas de las personas que la desarrollan. En consecuencia, en este trabajo se inspecciona la ganancia adquirida por los estudiantes del grado noveno sobre el movimiento en términos científicos a partir de la utilización de un texto expositivo refutacional (TER), el cual tendrá un alcance explicativo a nivel especifico debido a que el resultado de los TER solo permitirán explicar el porqué del nivel cognitivo relacionado con la física de los estudiantes de grado noveno.Publicación Acceso abierto Formación de estructuras en un universo anisótropo(Universidad del Valle, 2024) Valencia Zúñiga, Gabriela Alejandra; Valenzuela-Toledo, Cesar A.En este trabajo se investiga el crecimiento de las perturbaciones cosmológicas en un escenario cosmológico donde el universo gradualmente se anisotropiza en tiempos tardíos, debido a la presencia de un pequeño tensor de estrés anisótropo asociado con la energía oscura. Para describir esto, se emplea la métrica de Bianchi I, que representa un espacio-tiempo homogéneo pero anisótropo. Se derivan y resuelven las ecuaciones de movimiento para un fluido de materia oscura en órdenes lineales. Este estudio del crecimiento de las estructuras se realiza para tres diferentes ecuaciones de estado de la energía oscura: w = −0.95, w = −1 y w = −1.05, y una tasa de expansión anisótropa dependiente del tiempo.Publicación Acceso abierto Multilayered hyperbolic metamaterial using 2D MoS2 as constituent(Universidad del Valle, 2023) Domínguez Ordóñez, Ramón Camilo; Spolenak, Ralph; Pérez Alcázar, German AntonioThis research delves into the emerging potential of molybdenum disulfide (MoS2), a transition metal chalcogenide, which has shown promising applications in optoelectronic devices since the global growth of Graphene, owing to its unique tunability of the functional properties with thickness. In the face of conventional fabrication techniques like exfoliation and CVD struggling with scalability and coverage issues, this work introduces a novel two-step bottom-up magnetron sputtering deposition process for synthesizing MoS2 films. This method stands out for its versatility in depositing both amorphous and crystalline MoS2 and its industrial manufacturing scalability, spanning from nanoscale to bulk thicknesses in various architectures. Utilizing a custom-designed Mathematica code based on the Transfer Matrix Approach (TMA) and Fresnel equations, we simulated the optical properties and a complete color palette of our produced MoS2, achieving remarkable alignment with experimental observations. By exploiting the freedom in substrate choice, control over thickness, and the annealing process, we established a correlation between the optical and electrical properties of the material. Furthermore, we demonstrated the method’s efficacy in fabricating a MoS2-based hyperbolic metamaterial by initially simulating the multilayer structure and pase diagram in a Mathematica code based on Effective Medium Theory (EMT) to determine the quantity of our composite to obtain the interesting hyperbolic dispersion relationship, highlighting its potential in advanced optoelectronic applications. Collectively, our study not only underscores the multifaceted advantages of the proposed deposition technique and the same material trends reported in the literature for MoS2 including the increase of the resistivity with both crystallinity and film thickness, but also paves the way for innovative MoS2-based device developments.Publicación Acceso abierto Estudio de las propiedades magnéticas de aleaciones MnAl y MnAlC dopadas con Fe(Universidad del Valle, 2024) Mazabuel Bolaños, Brayan Alexander; Trujillo Hernandez, Juan SebastianEn este trabajo se realizó un estudio de las propiedades magnéticas y estructurales de los sistemas Mn55−xAl45Fex y Mn53.3−xAl45C1.7Fex, mediante diversas técnicas analíticas, que incluyeron Difracción de Rayos X (DRX), Magnetometría de Muestra Vibrante (VSM) y Microscopía Electrónica de Barrido (SEM). En los dos sistemas el manganeso (Mn) se sustituyo por hierro (Fe) en concentraciones de x = 0.0 y 2.5% atómico e igualmente en ambos se mantuvo constante el porcentaje atómico de aluminio (Al). Con el objetivo de asegurar la uniformidad de las muestras, se optó por su preparación a través del proceso de fundición en horno de arco. Luego, se procedió a realizar Melt Spinning a una velocidad de 25 m/s, manteniendo una presión de 600/800 mbar. Los difractogramas de Rayos X mostraron que al aplicar el proceso de Melt Spinning, se logró obtener tanto la fase ϵ y después de someter las muestras a un tratamiento térmico a500◦ C la fase τ . Además, permitieron observar fases minoritarias, como la fase β y la fase γ2, ambas de naturaleza paramagnética. También, los difractogramas revelaron que los picos de mayor intensidad correspondían a las fases ϵ para las muestras sin tratamiento térmico y a la fase τ para las muestras con tratamiento térmico. Por medio del VSM, se determin´o que las muestras de los sistemas Mn55−xAl45Fex y Mn53,3−xAl45C1,7Fex exhiben un comportamiento magnético duro. La sustitución de Fe en la muestra de Mn50,8Al45C1,7Fe2,5 resulta en valores de campo coercitivo (Hc) cercanos a los 1, 68 KOe, junto con una magnetización de saturación (Ms) de 57, 47 emu/g y una magnetización remanente (Mr) de aproximadamente 32, 64 emu/g. Asimismo, la muestra de Mn55Al45, muestra valores de campo coercitivo (Hc) de 1, 65 KOe, as´ı como una magnetización de saturación (Ms) de 59, 56 emu/g y una magnetización remanente (Mr) de 30.97 emu/g. Por otro lado, las muestras de Mn52,5Al45Fe2,5 y Mn53.3Al45C1,7 pertenecientes a los sistemas Mn55−xAl45Fex y Mn53,3−xAl45C1,7Fex muestran una disminución en los valores de campo coercitivo (que oscilan entre 1, 64 y 1, 65 KOe), magnetización de saturación (que varían entre 4, 11 y 16, 28 emu/g) y magnetización remanente (que se sitúa en el rango de 1, 59 a 7, 88 emu/g). Los resultados obtenidos mediante el análisis SEM muestran que el tamaño promedio de partícula varía según la composición de cada aleación, con valores que van desde 40 ± 2 μm hasta 51 ± 2 μm. Finalmente, la incorporación de hierro en las muestras de los sistemas Mn55−xAl45Fex y Mn53.3−xAl45C1.7Fex permite que en estos sistemas se presenten un mayor contenido de fases secundarias.Publicación Acceso abierto Photosynthetic efficiency in FMO complex : a dynamical study using the lindblad and non-equilibrium greens functions frameworks(Universidad del Valle, 2024) Valencia Guzmán, Gabriela; Vasquez Jaramillo, Juan DavidThis work aimed to study the efficiency of the photosynthetic complex Fenna-Matthews Olso (FMO). For this purpose, the behavior of the average efficiency in the reduced FMO system (FMO- 123) was analyzed employing two formalisms: the Lindblad master equation, and the Green functions. First, the dynamics of the system were found with the Lindblad formalism, which allowed to establish the Dynamical Efficiency of the FMO-123, defined by the ratio between the output and input power, which presented a maximum peak for a value of 50 ps−1 of the dephasing rate (γdeph). Second, through the retarded Green’s function, the density of states, and the use of Parseval’s theorem, an analogous expression for the Dynamical Efficiency was defined in this formalism. It has also a maximum for a value of 1.8 meV of the coupling of FMO with the reservoirs (Γ). From the two results obtained, it stands out how the calculation of the Dynamical Efficiency takes into account the dynamics reflected in the input power at site 1, different from how the efficiency of FMO has been treated in previous studies, providing a more complete understanding of the system behavior. On the other hand, the use of the Lindblad formalism indicated that the high efficiency of this complex is achieved by the environment-assisted quantum transport (ENAQT) regime. This could show that the efficiency can be maximum for a certain value of the dephasing rate, i.e. of the support from the environment, regardless of whether this support leads to the presence of long-lived coherences in the system. As a perspective, we plan to use both formalisms again to study the excitonic current of FMO.