Puntos cuanticos y radiacion electromagnetica multipolar en toroides cilindricos

Eugenio Ley Koo (Presentador) y Humberto Torres Bustamante, Instituto de Física UNAM Las motivaciones de esta contribución son el interés creciente en materiales topológicos, por una parte, y observaciones recientes de interacciones dipolares toroidales, por la otra [1]. En este trabajo se reportan los resultados de la modelación de puntos cuánticos como un electrón confinado en un toroide cilíndrico, y de la solución de las ecuaciones de Maxwell para los modos normales de la radiación electromagnética multipolar eléctrica, magnética y toroidal en cavidades de resonancia y antenas de eficiencia óptima y sus fuentes respectivas distribuidas en toroides cilíndricos. Ambos problemas admiten soluciones exactas y comparten constantes de movimiento comunes. Para el modelo del punto cuántico con confinamiento de paredes impenetrables se obtienen el espectro de energias y las eigenfunciones que se anulan en la superficie toroidal. En el problema de radiación, los modos de cavidad de resonancia satisfacen la condición de frontera de Dirichlet, y los modos de antena condiciones de frontera de Neumann. [1] E. Ley-Koo, Recent progress in confined atoms and molecules: Superintegrability and symmetry breakings. Rev. Mex. Fis. Vol. 64 325-363 (2018).

Estados excitados superiores y espectro de absorción de dos fotones de pigmentos orgánicos

Los materiales que tienen propiedades de absorción de dos fotones (2PA) son usados en diversas tecnologías emergentes como son el control coherente con láser, fotofarmacología, almacenamiento 3D, o en generación de imágenes tridimensionales de tejido biológico [1,2]. En este trabajo, se estudió la eficiencia de 2PA en una molécula de colorante mediante la técnica de fluorescencia inducida por dos fotones (TPIF por sus siglas en inglés) [3]. Se midió la banda completa 2PA de los estados electrónicos superiores por medio de un sistema láser de femtosegundos acoplado a un OPA, excitando las muestras en un intervalo entre 850 y 1000 nm. Las rodaminas 610 y 590 se utilizaron como estándar y validación, respectivamente. También se midieron secciones eficaces de 2PA relevantes para estos colorantes. Se buscó determinar las propiedades ópticas que permitan proponer a este tipo de colorantes para su uso en tecnologías que impliquen procesos iniciados por 2PA; esto permitirá brindar mayor selectividad y control espacial y temporal de diversos procesos iniciados desde estados electrónicos superiores. Palabras clave: Colorantes, absorción de dos fotones, Sección transversal, estados electrónicos superiores, Fluorescencia. Referencias [1] A. Konar, D. Shah, V. Lozovoy, and M. Dantus. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 1329−1335 [2] F. Friedrich, et al., Chem. Commun., 51, 15382 (2015). [3] Oulianov, D. A., Optics communications, 191, 235-243 (2001).

Ionización de átomos de muchos electrones por la acción de dos modelos de plasma

En este trabajo se resuelven las ecuaciones de Hartree-Fock (HF) para átomos de muchos electrones embebidos en un medio de plasma que se describen a través de dos potenciales modelo: a) Debye-Hückel (DH) y b) Exponential-Cosine-Screened-Coulomb (ECSC). Se emplea el enfoque de Roothaan para resolver las ecuaciones de HF utilizando bases globales. La fiabilidad de este enfoque se verificó resolviendo las ecuaciones de HF para átomos de dos electrones a través de la implementación de dos métodos numéricos: (a) diferencias finitas y (b) elemento finito, obteniendo un excelente acuerdo con el método Roothaan. En todos los átomos estudiados, se obtuvo un valor crítico del medio del plasma para el cual se logra la ionización, siendo sistemáticamente mayor para las condiciones de DH, lo que indica el efecto de un potencial ECSC más repulsivo. Finalmente, se presenta una discusión sobre el efecto del plasma en la localización o deslocalización de la densidad electrónica en términos de cambios en la entropía de Shannon que arrojan resultados consistentes para la deslocalización cerca del umbral de ionización.

Campo electromagnético en cavidades de resonancia y antenas esferoidales

En la presente contribución se muestran las soluciones para el campo electromagnético (EM) que son generadas por diferentes distribuciones multipolares de corrientes superficiales sobre un esferoide oblato o prolato. Para ello se resuelven las Ecuaciones de Maxwell con las condiciones a la frontera apropiadas para obtener el campo dentro y fuera de los electrodos, como soluciones de la Ecuación de Helmholtz homogénea. Para momentos eléctricos hay corrientes longitudinal y poloidal como fuentes de campo de intensidad eléctrica con las respectivas direccionalidades, y de campo de inducción magnética toroidal; y para momentos magnéticos hay corriente toroidal como fuente de campo de intensidad eléctrica, también toroidal y campo de inducción magnética poloidal. Se muestra que los campos de intensidad eléctrica son consistentes con la ley de Gauss y la ley de Faraday en la frontera esferoidal, y que los campos de inducción magnética son consistentes con la ley de Gauss y la ley de Ampere en la misma frontera. Adicionalmente, se obtienen las ecuaciones diferenciales de las líneas de campo y su integración, lo cual permite su visualización dentro y fuera del esferoide para cavidades de resonancia y antenas.

Óptica no lineal con fotones estructurados interactuando con sistemas atómicos

Las condiciones de contorno en dispositivos experimentales diversos conlleva la descripción natural de las ondas electromagnéticas involucradas en términos de modos estructurados específicos. En esta presentación se discutirán tres escenarios en que esto ocurre y algunas consecuencias interesantes en el contexto de óptica cuántica. El primer escenario corresponde a las interacciones electromagnéticas de átomos individuales localizados en espejos paraboloidales. Despues de caracterizar los modo naturales del campo electromagnético, se muestra que las probabilidades de emisión espontanea y la estructura de los fotones relevantes depende de la localización de el átomo, El segundo escenario considera a la generación de parejas de fotones y de fotones individuales mediante el proceso de mezclado de cuatro ondas en gases atómicos térmicos excitados con luz coherente y estructurada. Los haces de bombeo elegidos son haces Mathieu, los fotones generados heredan esta estructura con una estabilidad dependiente de la temperatura del gas atómico. Finalmente se consideran haces de luz estructurados que interaccionan con cristales. En este caso se analizan las propiedades de los fotones emitidos y se idean mecanismos para el control de estas. Se muestra que la configuración espacial y las corre-laciones entre los fotones pueden ser utilizados para la construcción de alfabetos cuánticos novedosos, así como para caracterizar las simetrías de un cristal mas allá de las espectativas convencionales.

Mediciones de precisión con interferómetros atómicos

Eduardo Gómez García Instituto de Física, Universidad Autónoma de San Luis Potosí Las mejores mediciones que existen hoy en día se basan en la medición de una frecuencia, o mejor aún, una fase, medida mediante interferometría. La mecánica cuántica relaciona dicha frecuencia con alguna variable de interés de una manera limpia y libre de imperfecciones. Esto vuelve muy útil a la mecánica cuántica para mediciones de muy alta precisión. En esta plática daré un panorama de algunas mediciones que se ven beneficiadas con el uso de interferómetros atómicos. En particular haré énfasis en interferencia de ondas de materia para la implementación de sensores inerciales.

Transiciones Raman contra-propagantes con bandas laterales filtradas por polarización

Un gravímetro atómico basado en transiciones Raman requiere de dos haces contra propagantes amarrados en fase con una separación en frecuencia cercana a la separación hiperfina de los átomos. Este tipo de haces pueden ser generados utilizando un modulador electro-óptico, el cuál produce bandas laterales automáticamente amarradas en fase a una señal portadora. Sin embargo, al utilizar esta técnica se generan más de un par de haces Raman que excitan una misma transición, dando lugar a una modulación de la frecuencia de Rabi a lo largo del gravímetro. Enviando el haz a través de un cristal de calcita rotamos la polarización de las bandas laterales en una configuración en la que estas pueden ser filtradas en la retro reflexión, gracias a que se trata de un material birrefringente altamente dispersivo. Esta configuración nos permite excitar transiciones contra-propagantes con solamente un par de todos los posibles, eliminando así el problema de modulación en la frecuencia de Rabi.

Molécula de hidrógeno bajo confinamiento endohedral: Estudio ab initio

Los efectos de confinamiento espacial sobre la molécula de hidrógeno en su estado basal se estudian mediante un modelo supermolecular en donde la molécula de H2 se ubica en el centro de una caja rectangular endohedral formada por diez átomos de Ne , cada uno fijo en el centro de las caras externas de dos estructuras cúbicas adyacentes de lado L. El eje intermolecular de H2 coincide con la línea que une a dos átomos de Ne centrados en las caras más extremas de la caja. Los átomos H se localizan simétricamente respecto del origen (centro de la caja) y separados una distancia R. Dado un tamaño de caja definido por L, para cada separación internuclear R se calcula la energía de la supermolécula E(Ne10H2;R,L) y la energía correspondiente asociada a cada átomo H, E(Ne10H;R,L). La energía de interacción H-H en función del tamaño de la caja se obtiene como: V(R,L)= E(Ne10H2;R,L)-2 E(Ne10H;R,L) + E(Ne10; L) donde E(Ne10; L) es la energía de la caja. Los cálculos se realizan empleando el código GAUSSIAN 09 empleando la base numérica 6-311G y bajo los esquemas UHF, MP2 y B3LYP. Se presentan resultados para V(R,L) y los estados vibracionales permitidos de la molécula H2 para distintos valores de L , señalándose la importancia de la energía de correlación en este cálculo para cajas pequeñas. Este tipo de cálculos se puede extender a sistemas más grandes de interés industrial como hidratos de metano.

Más allá de la aproximación dipolar eléctrica

La aproximación dipolar eléctrica ha sido fundamental en el estudio de la interacción de la radiación electromagnética con la materia. Por otra parte, transiciones prohibidas por la aproximación dipolar eléctrica son de gran utilidad en metrología y en astrofísica. En esta plática se presentará el trabajo experimental y teórico que se ha realizado para estudiar las transiciones 5p3/2 -> 6pj (j = 3/2 y ½) en rubidio atómico. El sistema experimental requiere un láser a 780 nm que se emplea para preparar átomos en el estado 5p3/2. Un segundo láser a 911 (917.5) nm sirve para excitar a los átomos al estado 6p3/2(1/2). Se observa que ocurrió la transición prohibida cuando se observa la fluorescencia a 420 nm que ocurre cuando los átomos en el estado 6p decaen al estado base. El cálculo demuestra que se trata de una transición cuadrupolar eléctrica y que los efectos de bombeo hiperfino y magnético en el paso de preparación dan la clave para interpretar los espectros experimentales. Se observa que los espectros cambian de manera significativa al modificar los estados de polarización de los láseres de preparación y muestra. Esto se explica porque los estados de polarización determinan las reglas de selección para transiciones cuadrupolares eléctricas entre estados atómicos magnéticos. Se muestra que el sistema es ideal para estudiar el efecto Autler-Townes en el que se observa el desdoblamiento por la potencia del haz de preparación de los estados hiperfinos del estado 5p3/2.

Espectroscopía molecular por resonancia láser en alcohol metílico (CH$_3$OH)

La espectroscopia láser-infrarroja investiga la Dinámica Roto - Vibracional (DRV) entre frecuencias resonantes de la luz con niveles de energía de un gas molecular. Investigamos la región de baja presión (~100 μm Hg). En nuestro sistema espectroscópico se combina la espectroscopia del láser-CO$_2$ de sus diversas líneas espectrales (entre 9 y 11 μm, con potencias de 1W), con la absorción en resonancia de niveles cuánticos de la molécula de alcohol metílico (CH$_3$OH) dentro de una cavidad. En este trabajo se presentan los resultados en la investigación experimental de la DRV, más allá de la Ley de Beer. Se mide la transmitancia láser a través del gas molecular en la cavidad para distintas líneas del CO$_2$. El experimento se realiza para diferentes presiones del gas. Nuestro interés es estudiar la forma y anchura de las líneas de los niveles cuánticos del alcohol. Es interesante que nuestros cálculos y experimentos son coherentes con las formas Voigt; dentro de los parámetros experimentales que se manejan, ninguna de las dos formas de línea: Gaussiana o Lorentziana, explican consistentemente los resultados.

Estados enmascarados de un átomo interactuando con una cavidad

Todos los sistemas cuánticos, aunque sea débilmente, están acoplados a un ambiente externo. Este ambiente está adquiriendo información del sistema constantemente, dando lugar a disipación y un rápido decaimiento de las coherencias. Recientemente se han propuesto maneras de esconder esta información dentro de subespacios creados al acoplar al sistema de interés con un tercer subsistema. La idea fundamental de estos estudios es que las correlaciones generadas entre dos sistemas pueden enmascarar el estado cuántico, causando que uno o más estados sean indistinguibles para el ambiente y evitando que este adquiera información. En esta presentación se da una descripción teórica del fenómeno de enmascaramiento usando un sistema de dos niveles acoplado a un modo de una cavidad con perfil de onda plana. El modo juega dos papeles: por un lado es responsable de generar correlaciones entre grados de libertad externos e internos del átomo, mientras que por otro lado presenta una fuente de disipación debido a los fotones que escapan de la cavidad. Este sistema compuesto representa el escenario más sencillo donde se puede dar el enmascaramiento atómico. Cuando la descripción incorpora un forzamiento externo causado por un haz de luz este ayuda a contrarrestar la pérdida inevitable de fotones. La competencia entre disipación, acoplamiento atómico y forzamiento causa que el sistema presente auto-organización para haces cuyas intensidad superan un valor crítico y sugiere la existencia de una transición de fase cuántica disipativa. Se muestra que la transición se manifiesta en cambios en la estadística de los fotones salientes que pueden ser detectados in situ. A diferencia de otras transiciones de fase reportadas en la literatura, la auto-organización de este sistema no corresponde a la formación de patrones regulares, por el contrario, esta organización involucra la superposición de configuraciones atómicas dan lugar al mismo estado fotónico. Ignorando las correlaciones cuánticas en un tratamiento de campo medio causa que estas soluciones sean inestables, dando lugar a una nueva discusión respecto a la analogía entre transiciones de fase en sistemas ópticos y aquellas en sistemas termodinámicos en equilibrio.

Dinámica rotovibracional del $CH_3OH$ a 10.6 $\mu$m

En este trabajo se presenta un estudio sobre la dinámica rotovibracional de la molécula $CH_3OH$ para el isómero más abundante, así como un análisis de las posibles coincidencias en absorción resonante con líneas de emisión de un láser de $CO_2$ en la región de las 10.6 $\mu$m. La molécula $CH_3OH$ tiene 12 frecuencias de oscilación siendo el séptimo modo a 1034 cm$^{-1}$ cercano a la banda 10$R$ del láser de $CO_2$. Se han reportado más de 100 líneas de emisión láser en el infrarrojo lejano del $CH_3OH$ bombeadas ópticamente por distintas líneas del láser de $CO_2$. Dado lo anterior, resulta interesante estudiar el espectro rotovibracional del $CH_3OH$ para identificar las transiciones involucradas en estos procesos. Hasta el momento se cuenta con valores de las frecuencias asociadas a los 12 modos de oscilación y dos de los tres momentos de inercia del rotor. Completando esta información hemos podido estimar las frecuencias asociadas a la banda $P$ correspondiente a 1034 cm$^{-1}$ haciendo uso de un hamiltoniano de Oscilador Armónico, más un rotor asimétrico casi oblato. Se obtienen varias coincidencias cercanas, que de ser confirmadas experimentalmente, permiten medir la dependencia del término anarmónico del oscilador, y también completar la estructura de la matriz de momentos de inercia para esta molécula con una precisión del orden de $\sim$50 MHz para la anchura de las líneas espectrales. Los autores reconocen el apoyo de la DGAPA a través del proyecto: PAPIIT-IN120920. DGAPA-UNAM.

Estructura de la función de pares y de las funciones de correlación de densidad en el cruce BEC-BCS

Estudiamos el comportamiento, a grandes distancias, de la función de onda de pares y de los correladores de espines paralelos y antiparalelos en el cruce BEC-BCS. El sistema considerado es un gas homogéneo de dos especies fermiónicas balanceadas que interactúan por un potencial de contacto a temperatura cero. En las tres funciones, se encontró un decaimiento exponencial y un comportamiento oscilatorio bien definidos, que fue caracterizados en la región del cruce. Además encontramos expresiones analíticas para las longitudes de correlación y tamaño promedio del par. Estas propiedades permiten una descripción completa de la estructura espacial del sistema.

Emisión Anisotrópica de Iones a partir de Agregados Atómicos sujetos a Pulsos Láser Intensos

Desde hace algunos años los agregados (clusters) han mostrado ser objetos fascinantes para el estudio de la interacción de luz intensa con la materia en un amplio intervalo de longitudes de onda. Su tamaño finito y controlable permite estudiar la transición entre el estado solido y las fisica molecular y/o atómica, siendo además capaces de absorber eficientemente la radiación laser mostrando una variedad de fenómenos interesantes. Cuando son sometidos a pulsos intensos en el infrarrojo, los clusters emiten electrones con altas energías, iones con estados elevados de carga, fotones de onda corta e incluso productos de fusión. En esta plática me enfocaré en un fenómeno conocido pero aún intrigante el cual es la anisotropía observada en la emisión iónica, la cuál hemos observado se encuentra presente en un amplio intervalo de longitudes de onda e intensidades. Mediante la combinación de experimentos y simulaciones de dinámica molecular, será posible entender de forma clara los papeles que la explosión Coulombica, la expansión hidrodinámica, la polarizabilidad atómica, la longitud de onda, y la duración del pulso, juegan cada uno de ellos para explicar la emisión iónica.

Átomos tipo Helio en campos magnéticos desde una perspectiva de Monte Carlo con funciones de onda compactas

Se estudian átomos tipo Helio en campos magnéticos en el rango de 0 – 10 unidades atómicas desde un enfoque de funciones de onda compactas. El método variacional de Monte Carlo se utiliza para calcular la energía promedio y evitar el problema de evaluar integrales multidimensionales. Se encontró que las funciones de onda compactas describen correctamente la energía en el dominio de validez de la mecánica cuántica con una cantidad moderada de parámetros variacionales no lineales.

Líquidos iónicos basados en imidazolio como inhibidores de la corrosión en acero. Un estudio teórico

La corrosión es un proceso natural producido por las interacciones de tipo electroquímicas de los materiales con el ambiente que conduce a su deterioro y debilitamiento [1]. El alto costo económico asociado a los daños causados por la corrosión se contrapone a los riesgos ambientales que son generados por el uso de determinados inhibidores de corrosión. La búsqueda de nuevas sustancias que no afecten al ambiente es un tópico de especial interés [2]. En este contexto, se evalúan las propiedades que como inhibidores de la corrosión en acero presentan diferentes líquidos iónicos (imidazolato de 1-butil-3-etil imidazolio, imidazolato de 1-butil-3-propil imidazolio e imidazolato de 1-butil 3-hexil imidazolio). Para elucidar los detalles estructurales, electrónicos y energéticos del mecanismo de adsorción se utilizó la aproximación de cúmulos, en la cual se empleó un cúmulo de Fe6, utilizando mecánica molecular mediante el campo de fuerza UFF [3] y la teoría de los funcionales de la densidad electrónica, DFT [4, 5] utilizando el funcional BPW91 [6, 7] perteneciente a la aproximación GGA y la base orbital 6- 31++G(2d,2p) [8]. En los cálculos se incluyó la corrección por dispersión empírica ‘D2’ [9, 10] y un modelo de solvatación implícito de polarización continua (PCM [11]. Los cálculos en este trabajo presente se fueron realizados en Gaussian 09 rev. D. 01 [12]. Los análisis se hicieron en términos de las energías de adsorción, energías de ionización, afinidades electrónicas, orbitales moleculares de frontera, distribuciones de carga, topología de la densidad electrónica y mapas de potencial electrostático. Los resultados teóricos obtenidos se comparan con datos experimentales determinados mediante mediciones con métodos electroquímicos. 1. Uhlig, H.H., Revie, R.W.: Corrosion and corrosion control. An introduction to corrosion science and engineering. Third Edition. (1985) 2. Ladan, M., Basirun, W.J., Kazi, S.N., Rahman, F.A.: Corrosion protection of AISI 1018 steel using Co-doped TiO2/polypyrrole nanocomposites in 3.5% NaCl solution. Mater. Chem. Phys. 192, 361–373 (2017). 3. Rappé, A.K., Casewit, C.J., Colwell, K.S., Goddard, W.A., Skiff, W.M.: UFF, a Full Periodic Table Force Field for Molecular Mechanics and Molecular Dynamics Simulations. J. Am. Chem. Soc. 114, 10024–10035 (1992). 4. Hohenberg, P., Kohn, W.: Inhomogeneous electron gas. Phys. Rev. 136, B864 (1964). 5. Kohn, W., Sham, L.J.: Self-consistent equations including exchange and correlation effects. Phys. Rev. 140, A1133 (1965). 6. Castro, M., Mareca, P.: Theoretical study of neutral and charged Fe7-(C 6H6)m, m = 1, 2 rice-ball clusters. J. Phys. Chem. A. 118, 5548–5558 (2014). 7. Castro, M.: The role of the Jahn–Teller distortions on the structural, binding, and magnetic properties of small Fen clusters, n≤7. Int. J. Quantum Chem. 64, 223–230 (1997).

Exotic long range Rydberg molecules

Long-range Rydberg molecules, first predicted in 2000 and experimentally observed almost a decade later, are a highlight of the interactions between Rydberg atoms and neutral systems. In this work some properties of ultra-long range homonuclear diatomic Rydberg molecules are described. These molecules are constituted by a Rydberg atom and a neutral atom in the ground state. Its binding mechanism is novel: the elastic scattering of the Rydberg electron by the atom in the ground state. This mechanism leads to the formation of molecules with an internuclear separation between $ 300 \, a_0 $ and $ 2000 \, a_0 $, where $ a_0 $ is the Bohr radius, and a permanent electric dipole moment of several hundreds of Debyes. We study three types of molecules: trilobite, radial butterfly and angular butterfly. The latter has been scarcely studied and has not been reported in experiments. Our description includes electronic, vibrational and rotational wave functions. From them, we calculate the multipole electric moments. All these variables seem relevant for characterizing the quantum correlations of the various degrees of freedom and initiate studies of the interaction of these molecules with light. The binding energies of these molecules are comparable to the relativistic and hyperfine structure of the separate atomic components. Therefore to achieve an accurate description we must include the hyperfine splitting of the neutral atom and the spin-orbit splittings of both the Rydberg atom and the electron-atom interaction. We also present a description of the properties mentioned before including the influence of spin degrees of freedom.

Bloqueo y antibloqueo en átomos de Rydberg

Los átomos de Rydberg tienen una fuerte interacción dipolar entre sí. Por consiguiente, un gas de átomos de Rydberg es un candidato prometedor para estudiar sistemas de muchos cuerpos, así como para el control de estados cuánticos. Un fenómeno colectivo existente en el sistema es el bloqueo de Rydberg: un conjunto de átomos confinados a una región suficientemente pequeña e interactuando con luz resonante con una transición de Rydberg solo puede contener una excitación. Esto es debido a que la fuerte interacción dipolar entre átomos excitados lleva fuera de resonancia a estados con más de dos excitaciones. La interacción entre átomos también puede causar el fenómeno opuesto llamado antibloqueo, en el que la interacción facilita la excitación de un par de átomos al estado de Rydberg.\\ En este trabajo estudiamos las correlaciones espaciales resultantes de estos fenómenos en un sistema de dos átomos. La interacción entre átomos es modelada a partir de potenciales numéricos [1] . El análisis de la correlación permite ubicar regiones de parámetros para los cuales se tiene bloqueo y antibloqueo para valores realistas en la intensidad de los láseres de excitación y desentonamientos. El entendimiento de correlaciones existentes en sistemas de dos átomos puede llevar a un mayor entendimiento de las correlaciones para sistemas de muchos átomos ([2], [3]). Referencias [1] S.Weber, C. Tresp, H. Menke, A. Urvoy, O. Firstenberg, H. Büchler and S. Hofferberth, Calculation of Rydberg interaction potentials, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 50 133001 (2017). [2] A. Hu, T. E. Lee, and C. W. Clark, Spatial correlations of one dimensional driven-dissipative systems of Rydberg atoms, Phys. Rev. A 88 (2013). [3] J. T. Young, T. Boulier, E. Magnan, E. A. Goldschmidt, R. M. Wilson, S. L. Rolston, J. V. Porto, and A. V. Gorshkov, Dissipation induced dipole blockade and anti-blockade in driven Rydberg systems, Phys. Rev. A 97, 023424 (2018).

Tratamiento por Plasma de agua con colorante ND39 usando Zeolita como catalizador

Actualmente la industria textil es causa principal de la polución del agua, debido a que requiere gran cantidad de esta para sus procesos productivos. De 100 a 200 L de agua son necesarios para producir un kilogramo de productos textiles. Los efluentes textiles contienen deshechos nocivos que afectan el medio ambiente, la flora y la fauna acuática. Algunos de estos agentes surfactantes son fenoles, metales pesados, aniones tóxicos como el sulfuro (presente en algunos colorantes), entre otros. La zeolita es un mineral natural usado comúnmente como absorbente, por su porosidad, adsorción e intercambio iónico. Existe una gran diversidad de Zeolitas, las más comunes son la mordenita, clinoptilolita, heulandita, phillipsita, eroinita y chabazita. La alta eficiencia de adsorción de la Zeolita está relacionada a la gran superficie interna que esta posee. Cuando el tamaño del poro disminuye se produce un incremento significativo del potencial de adsorción. Este mineral absorbente ha sido reportado en varias investigaciones para la eliminación de colorantes. Este trabajo tiene como objetivo evaluar la degradación del colorante textil azoico Naranja Directa 39 (ND39) con Zeolita natural como catalizador, en un tratamiento de 120 minutos, mediante la interacción con Plasma generado a presión atmosférica. La concentración inicial del colorante es 1.0 mM a un volumen inicial de 250 mL y 1.0 g de Zeolita. Los resultados indican que se logra disminuir la coloración de las muestras en función del tiempo de tratamiento, esto se verifico mediante el espectro de Absorción en el intervalo UV/Vis y obteniendo el valor de Carbono Orgánico Total (COT) y la Demanda Química de Oxigeno (DQO). Durante el tratamiento se monitoreo el cambio del pH y la conductividad eléctrica. El porcentaje de remoción en 120 minutos usando Zeolita fue del 89 %. Los autores agradecen a los proyectos DGAPA IN102916, PRODEP DSA/103.5/15/6986, PROMEP 103.5/13/6626, PRODEP CA-5511-6/18-8304 y PII-43/PIDE/2013; CONACyT 268644; UAEM 4307/2017/CI.

Colisión de gotas cuánticas formadas a partir de gases atómicos ultrafríos compuestos

Recientemente [1] se logró la realización experimental de gotas cuánticas [2] a partir de gases diluidos constituidos por átomos cuyo estado interno corresponde a dos opciones hiperfinas. El mecanismo de auto estabilización involucra interacciones efectivas más allá de las resultantes de una descripción de campo medio. En este trabajo, se analizan las colisiones binarias de gotas cuánticas. Como primer paso se obtienen las funciones de onda efectivas dentro del esquema de Lee-Huang-Yang [3] para el estado base con parámetros realistas. Se observa que al aumentar el número de átomos para valores fijos de las interacciones interatómicas, se pasa de perfiles cuasi gaussianos a gotas con perfiles muy semejantes a las de líquidos clásicos. Se analizan entonces las expectativas para excitaciones superficiales de baja energía [4], [5] de este sistema cuántico, y se elaboran modelos que permiten estimar la tensión superficial de las gotas. Finalmente se realizan simulaciones tomando como parámetros la energía cinética de la colisión, la tensión superficial y el parámetro de impacto. Se compara entonces con los resultados experimentales [6] donde es posible observar fenómenos como fragmentación, coalescencia e interferencia cuántica. [1] C. R. Cabrera, L. Tanzi, J. Sanz, B. Naylor, P. Thomas, P. Cheiney, y L. Tarruell, Science 359, 6373 (2018). [2]D. S. Petrov y G. E. Astrakharchik, Phys. Rev. Lett. 115,155302 (2015). [3]Lee, T. D. y Huang, Kerson y Yang, C. N., Phys Rev. 106.1135 (1957). [4] Bertsch, George F. Phys. Rev. A9, 819 (1974). [5] Strutt, J. W., Lord Rayleigh. Proceedings of the Royal Society of London. Vol.29 (1979). [6] Ferioli G., et. al., Phys. Rev. Lett., 122 (2019)

Respuesta fototáctica de escarabajos ambrosiales

Estudiamos la respuesta fototáctica de escarabajos ambrosiales a luz monocromática emitida por diodos emisores de luz con longitudes de onda de 365nm, 470nm, 520nm, y 590nm. Con base en las condicione óptimas de iluminación determinamos que la luz ultravioleta muestra la tasa mas alta de atracción de dichos escarabajos.

Estudio sobre la compuerta E231 en la proteína canal ClC-1 mediante DFT

El ClC-1, canal de cloro presente en una gran variedad de tejidos y especies, su función es regular la cantidad de cloro intra y extra celular. A pesar de su ubicuidad es desconocido el funcionamiento afondo de la proteína-canal. En el presente trabajo, a partir de la estructura cristalográfica del ClC-1 (PDB:6COY), planteamos un modelo molecular alrededor de la compuerta del poro, el ácido glutámico E231, con el fin de cuantificar posibles diferencias en un modelo de conducción iónica ante sustituciones del E231. Mediante DFT, se calculará el costo energético en cada caso.

Modelaje molecular de la interacción del Arsénico con Progesterona y Estradiol

El arsénico es una de las 10 sustancias químicas que la Organización Mundial de la Salud, considera como de las más preocupantes para la salud pública. Se han asociado diversos daños a la exposición por este elemento, pero recientemente hay algunas pruebas que indican que la exposición a As podría causar alteraciones hormonales. Se ha encontrado que el arsenito se une específicamente a los receptores hormonales que contienen grupos tioles, por lo que este elemento inhibe la unión de las hormonas esteroideas a sus receptores, causando alteraciones en la función adecuada de las hormonas sexuales. Por otro lado son pocos estudios que consideran al arsénico como un perturbador endocrino, de ahí la importancia del presente trabajo, para comenzar a entender la repercusión tan alta que puede tener la exposición a esta substancia y los riesgos que conlleva en la salud hormonal especialmente de las mujeres. En este trabajo se presenta el modelaje de la unión entre el arsénico, la progesterona y estradiol mediante cálculos cuánticos DFT con el fin de entender la repercusión hormonal de este contaminante en el sistema endocrino.

¿Cuánto dura un salto cuántico?

Se presenta una propuesta para estimar la duración de una transición entre dos estados atómicos. La propuesta se basa en la consideración de que el fenómeno involucra una resonancia del electrón atómico con los modos del campo de radiación de punto cero de la frecuencia de Compton, los mismos que mantienen el zitterbewegung del electrón, de acuerdo con la teoría de Dirac y la Electrodinámica Estocástica. El resultado teórico obtenido para el tiempo de transición, dado esencialmente por la expresión $(\alpha\omega_{C})^{-1}$ con $\alpha$ la constante de estructura fina y $\omega_{C}$ la frecuencia angular de Compton para el electrón, es del orden de atosegundos ($10^{-18}$ s), en concordancia con los resultados experimentales más recientes.

Estructura electrónica de monocapas de disulfuro de molibdeno con vacancias y átomos substitucionales del grupo XI

Las monocapas de dicalcogenuros de metales de transición han atraído la atención de los grupos de investigación debido a sus propiedades electrónicas, ópticas y químicas que difieren importantemente de su análogo en bulto [1]. Entre estos materiales bidimensionales, el disulfuro de molibdeno ha sido uno de los más estudiados [2,3], solo por detrás del grafeno. Con el fin de activar la superficie del disulfuro de molibdeno para que interactúe con otros elementos, se estudiaron teóricamente los cambios en la estructura electrónica de las monocapas con diferentes vacancias superficiales. Del mismo modo, se estudiaron las propiedades electrónicas de las monocapas con átomos substitucionales del grupo XI. Se reportan sus propiedades energéticas, geométricas, y de transferencia de carga. Del mismo modo, se reportan los diagramas de bandas y densidades de estado de los sistemas modificados. El estudio se realizó mediante la teoría del funcional de la densidad con el paquete de química cuántica Quantum Espresso. Se empleó el funcional de gradiente generalizado de Perdew-Burke-Ernzerhof con pseudopotenciales ultra suaves en ambos átomos. Se incluyó el término D2 de corrección de la energía debido a las fuerzas de dispersión. Los resultados se obtuvieron con el mismo paquete mediante post cálculos. [1] A. V. Kolobov y J. Tominaga, Two-Dimensional Transition-Metal Dichalcogenides (Springer International Publishing, Cham, 2016). [2] Z. W. Chen, J. M. Yan, W. T. Zheng, y Q. Jiang, Sci. Rep. 5, 11230 (2015). [3] Y. Sun, S. Gao, F. Lei y Y. Xie, Chem Soc Rev 44, 623–636 (2015).

Relevancia de la estocasticidad para la emergencia de la cuantización

Las teorías de la Mecánica Cuántica Estocástica y la Electrodinámica Estocástica sacan a la luz aspectos importantes de la dinámica cuántica que en el formalismo estándar quedan ocultos. Aquí partimos de la conexión previamente establecida entre las dos teorías, para exhibir el papel de la estocasticidad y de la difusión en el proceso que conduce del régimen clásico con campo de punto cero al régimen cuántico. La presencia de fenómenos de tipo cuántico en otros casos en que un sistema mecánico está sujeto a un fondo oscilatorio que introduce estocasticidad, puede ser indicativa de un fenómeno más general de emergencia de cuantización en tales circunstancias.