Maestría en Ciencias - Física

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Análisis de datos de acceso al Sistema Integrado de Transporte Público de Bogotá
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Alayón Martínez, Juan Felipe; Pérez Riascos, Alejandro
En este trabajo de tesis se presenta un estudio integral de la movilidad urbana en Bogotá mediante el análisis de más de 2.000 millones de registros del sistema de transporte público a lo largo de dos años. A partir de estos datos masivos, se construyeron matrices Origen-Destino por medio del método de redes de motivos para distintos números de trayectos, por semestre, permitiendo caracterizar con alta resolución la dinámica espacial y temporal del desplazamiento de los ciudadanos. Uno de los principales aportes de este trabajo es la implementación de herramientas provenientes de la física estadística y los sistemas complejos para interpretar los patrones de movilidad. En particular, se modeló la evolución de las matrices Origen-Destino usando medidas de entropía e información, como la divergencia de Jensen-Shannon, y se demostró que los cambios entre semestres son estables y estructurados, revelando regularidades subyacentes en la forma en que se mueve la ciudad. Adicionalmente, se identificó que las trayectorias de los usuarios pueden describirse mediante un modelo de vuelos de Lévy discretos, lo que indica la presencia de dinámicas de largo alcance en los desplazamientos urbanos, más allá de lo que cabría esperar en un entorno urbano fragmentado. Este hallazgo resulta especialmente novedoso, al aplicar por primera vez este tipo de modelos a datos reales de transporte público en Bogotá con tal nivel de detalle. En conjunto, este estudio demuestra cómo la integración la ciencia de redes, teoría de la complejidad y modelos físicos permite no solo comprender mejor la movilidad urbana, sino también proponer nuevas formas de analizar y planificar el transporte en ciudades latinoamericanas. Se abre así la puerta a futuras aplicaciones que aprovechen estas metodologías para mejorar la toma de decisiones y el diseño de políticas públicas en movilidad. (Texto tomado de la fuente).
Desarrollo de prototipo de planta solar dimensionada para uso en zonas rurales no interconectadas de Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Gil Chaparro, Vicrley Andrés; Gordillo Guzmán, Gerardo; Gil Chaparro, Vicrley Andrés [0001666092]; Grupo de Materiales Semiconductores y Energía Solar
En el marco de este trabajo se realizó un estudio para diseñar y dimensionar un prototipo de planta solar autónoma (sistema fotovoltaico –SFV- autónomo) con capacidad de generación de electricidad para aplicaciones en zonas rurales no interconectadas de Colombia. Para esto se usó una metodología en dos etapas que incluye una primera fase donde se realizó la instalación y puesta en operación en nuestro laboratorio un SFV autónomo de prueba de bajo costo con capacidad de generación de electricidad para el consumo promedio de una familia típica a nivel rural. Esta planta solar de prueba incluye un generador fotovoltaico de 500 Wp que en zonas con una radiación solar del orden de 5 horas diarias de radiación estándar (5.000 W/m2) /día) podrá generar una energía diaria de 2.5 kWh, un banco de baterías de 300Ah, un regulador de carga de 20A y un inversor DC-AC de 1000 W. Basados en los resultados de la operación del SFV de prueba se diseñó e implementó un novedoso sistema electrónico, con facilidades tanto para el control de carga y descarga de banco de baterías como para el seguimiento del desempeño de la planta; este sistema fue desarrollado usando el concepto de instrumentación virtual que incluye algoritmos PWM (pulse width modulation) implementados en el entorno de programación LabVIEW y hardware de la National Instruments. Posteriormente, en una segunda fase se diseñó y dimensionó una planta solar FV con capacidad de generación de electricidad para una pequeña población rural conformada por 20 familias. Esta planta está constituida por un generador fotovoltaico de 10 kWp, un banco de baterías de 2.500 Ah y una subestación que incluye la electrónica de acondicionamiento de la planta (control de carga y descarga del banco de baterías, inversor DC-AC de 5 kW), medidor de energía generada, unidad de monitoreo del desempeño de las diferentes unidades de la planta y sistema de medición de radiación solar. Un aspecto interesante de este trabajo consistió en el desarrollo de un sistema electrónico que permite monitorear en tiempo real la operación y desempeño de esta planta, usando algoritmos implementados en el entorno de programación LabVIEW y hardware de la National Instruments. Este sistema incluye adicionalmente una unidad de medición de radiación solar que permite generar una base de datos de los promedios diarios y mensuales de radiación solar (Texto tomado de la fuente).
Transporte electrónico a través de moléculas aromáticas
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-09-14) Monsalve Lobo, Yenys María; Rey González, Rafael Ramón; Materiales Nanoestructurados y Sus Aplicaciones; Grupo de Óptica e Información Cuántica
Este trabajo aborda el estudio del transporte electrónico en sistemas mesoscópicos orgánicos, con énfasis en moléculas aromáticas y bases nitrogenadas. La motivación surge del creciente interés por reemplazar materiales inorgánicos tradicionales en dispositivos electrónicos por materiales orgánicos, que ofrecen ventajas como flexibilidad, bajo costo y diseño molecular adaptable. Se identificaron estructuras como anillos de benceno, bifenilo y bases como adenina, timina y guanina, explorando sus propiedades electrónicas y la influencia de sus enlaces conjugados en la conducción. A través del modelo de enlace fuerte, se formuló el Hamiltoniano del sistema electrodo–molécula–electrodo, permitiendo el análisis del transporte de electrones en cada caso. La metodología se fundamentó en el uso del formalismo de las funciones de Green para calcular la probabilidad de transmisión electrónica, y en la ecuación de Landauer para estimar la corriente eléctrica. Como resultado, se observaron comportamientos característicos de conductores, semiconductores o aislantes, dependiendo de la configuración del sistema y su acoplamiento con los electrodos. Este enfoque simbólico y computacional ofrece una base sólida para el diseño de dispositivos moleculares funcionales. (Texto tomado de la fuente).
Producción de nanomateriales biocompatibles aplicados a la terapia de hipertermia magnética
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Huertas Pulido, Laura Milena; Cadavid Rodriguez , Doris Yaneth; Olarte Pataquiva, Omar Eduardo; Nanociencia y Fotónica Aplicada; Grupo de Física de Nuevos Materiales
Este trabajo se centró en la síntesis, funcionalización y caracterización de nanopartículas magnéticas de óxido de hierro (Fe₃O₄) con propiedades superparamagnéticas, orientadas a aplicaciones en hipertermia magnética como terapia contra el cáncer. Para ello, se empleó el método de descomposición térmica mediante tres rutas de síntesis (FO-S1, FO-S2 y FO-S3), lo que permitió obtener partículas homogéneas con morfologías controladas y fase de magnetita confirmada por DRX. Asimismo, la microscopía reveló formas variadas, destacándose las hexagonales (FO-S1) por su mayor eficiencia en los mecanismos de relajación. Por otro lado, las nanopartículas fueron funcionalizadas con PVP y ácido cítrico, lo cual mejoró su biocompatibilidad y estabilidad, hecho que se corroboró mediante FTIR. Además, las pruebas biológicas con C. elegans confirmaron tanto su internalización como su capacidad de generar calor bajo un campo magnético externo, alcanzando incrementos de temperatura entre 3.5 y 4.5 °C. Finalmente, cabe resaltar que la muestra FO-S1 alcanzó una elevada tasa de absorción específica (SAR = 909 W/g), lo que la posiciona como una candidata especialmente prometedora para terapias oncológicas basadas en nanotecnología. (Texto tomado de la fuente)
Cálculo de la entropía de agujeros negros en función de las especies de partículas desde la perspectiva de un observador FIDO
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Bernal Fino, David Leonardo; Arenas Salazar, Jose Robel; Termodinámica de Agujeros Negros
En el presente trabajo se realiza una comparación entre el cálculo de la entropía del cascarón negro por el método del colapso gravitacional y por la técnica de ‘‘Entanglement’’. Ambos métodos son acercamientos a una explicación formal de la entropía de Bekenstein- Hawking la cual es proporcional a un cuarto del área del horizonte de eventos y también al número de especies de partículas. En la sección 2 se exponen los temas fundamentales de la teoría para trabajar el tema. En la sección 3 se realiza la termodinámica del cascarón negro desde la dinámica del colapso gravitacional, pasando por el modelo de la pared de ladrillos que es precursor del modelo actual. En la sección 4 se realiza el cálculo de la entropía de entanglement partiendo de la formulación del ensamble de bosones libres en el vacío térmico, pasando por el formalismo de Umezawa Takahashi hasta la integral de la entropía. Por último, en Discusión y conclusiones se expone un análisis de los modelos utilizados en el documento y se discute sobre el problema de las especies. (Texto tomado de la fuente).
Caracterización de las propiedades estructurales, eléctricas y magnéticas de las perovskitas dobles Ca2TiMO6 M= (Fe, Ru)
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Parra Mesa, Laura Vanessa; Roa Rojas, Jairo; V.P. Mesa[0009000345090054]; Grupo de Física de Nuevos Materiales
Los materiales tipo perovskita Ca₂TiFeO₆ y Ca₂TiRuO₆ exhiben propiedades prometedoras para aplicaciones en espintrónica, con comportamientos estructurales, electrónicos y magnéticos diferenciados. Ambos materiales cristalizan en un grupo espacial monoclínico P2₁/n, formando superestructuras ordenadas mediante la disposición catiónica. Ca₂TiFeO₆ presenta comportamiento ferromagnético, con medio-metalicidad originada por fuertes hibridaciones entre los orbitales 4d-Fe y los estados 2p-O, lo que da lugar a una conductividad metálica para una orientación de espín, mientras que la otra se mantiene semiconductora con un band gap 2.3 eV, influenciada por la contribución de estados 3d-Fe y 3d-Ti en la banda de conducción. Ca₂TiRuO₆ muestra irreversibilidad magnética y una débil histéresis ferromagnética, atribuida al acantamiento de los espines Ru⁴⁺ debido a las distorsiones octaédricas, junto con un band gap de 0.89 eV, lo que confirma su comportamiento semiconductor. Los análisis de transporte eléctrico revelan transporte por salto de rango variable a bajas temperaturas y salto de pequeño polarón a altas temperaturas, con curvas I-V que exhiben comportamiento tipo varistor. Los cálculos de estructura de bandas confirman la medio-metalicidad, con orbitales 4d-Ru⁴⁺ cruzando el nivel de Fermi en la configuración de espín descendente, mientras que la polarización de espín ascendente se mantiene semiconductora, gobernada por fuertes efectos de acoplamiento espín-órbita. Estos hallazgos destacan la multifuncionalidad de ambos materiales, con Ca₂TiFeO₆ exhibiendo una robusta medio-metalicidad ferromagnética, mientras que Ca₂TiRuO₆ combina medio-metalicidad con mecanismos de transporte semiconductores, lo que los posiciona como candidatos valiosos para futuros dispositivos espintrónicos. (Texto tomado de la fuente).
Efecto del campo magnético en la producción de oscilaciones gigante-Rabi en el marco de la CQED acústica
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Alvarado Martínez, Jose Luis; Vinck Posada, Herbert; Gómez Gonzalez, Edgar Arturo; Alvarado, Jose L. [0000-0002-7634-2280]; Superconductividad y Nanotecnología
Se estudia la manipulación de los estados excitónicos en un punto cuántico semiconductor acoplado a una cavidad acústica monomodal, considerando la interacción electrón-fonón y bombeo coherente, con el alcance de sintonizar las oscilaciones gigante-Rabi al aplicar un campo magnético que afecta a los excitones a través de la interacción Zeeman y el corrimiento diamagnético. Además de modelar un sistema cerrado mediante la diagonalización del Hamiltoniano y la resolución de la ecuación de Schrödinger, se adopta el formalismo de matriz densidad para incorporar procesos de emisión espontánea, pérdida de la cavidad y desfase, lo cual permite analizar la función de correlación de segundo orden (haz-N), identificando fenómenos como superagrupamiento, agrupamiento y antiagrupamiento, así como examinar el espectro de emisión y constatar la aparición de picos que evidencian la emisión de fonones en circunstancias específicas. El campo magnético sintoniza la participación de los excitones en las oscilaciones gigante-Rabi al modificar la estructura de espines y generar un corrimiento energético, facilitando la conversión de estados oscuros a brillantes y definiendo si la base preferida es vestida o desnuda. Finalmente, las conclusiones muestran que esta capacidad de ajustar la contribución excitónica mediante la interacción Zeeman y el corrimiento diamagnético, en combinación con el bombeo coherente, ofrece nuevas posibilidades para la ingeniería de sistemas cuánticos, mejorando la coherencia y habilitando el control de la emisión de paquetes de fonones (Texto tomado de la fuente).
Physical and Mathematical properties of some Deformations of Heisenberg Algebra
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-04) Jaramillo Quiceno, Julio César; Reyes Villamil, Milton Armando; Jaramillo Qiuceno, Julio César [0000-0002-3518-6680]; https://www.researchgate.net/profile/Julio-Jaramillo?ev=hdr_xprf
En este trabajo se analizan las propiedades físicas y matemáticas de algunas deformaciones del álgebra de Heisenberg. Inicialmente, se definen las álgebras libres, seguidas de la versión clásica del álgebra de Heisenberg y algunas de sus versiones deformadas. A continuación, se abordan las propiedades algebraicas y combinatorias de estas versiones deformadas. Además, se presenta la conexión con el operador de Dirac y su relación con las versiones deformadas de algunas álgebras de Heisenberg, se exploran también las relaciones con el espacio de tensores ⊗2 , se propone un nuevo tipo de álgebra de Weyl y se mencionan otras posibles conexiones con diversas álgebras. Finalmente, se discuten algunas aplicaciones en física y se dejan abiertas las posibilidades para investigaciones futuras basadas en este trabajo. (Texto tomado de la fuente)
Estudio ab-initio de las propiedades topológicas de Antiperovskitas A3BO
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-08-27) Ibañez Sotelo, Joan Sebastian; Roa Rojas, Jairo; González, Rafael J.; Ibañez Sotelo, Joan Sebastian [0009-0005-4787-7381]; Roa Rojas, Jairo [0000-0002-5080-8492]; Grupo de Física de Nuevos Materiales
Se presenta un estudio teórico y computacional ab-initio de la familia de antiperovskitas cúbicas A3BO, caracterizadas por su grupo espacial Pm¯3m, con A = Ca, Ba y B = Sn, Pb, Ge. Mediante cálculos basados en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), implementados en el paquete Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP), se determinó la estructura electrónica de estos materiales, incluyendo efectos de acoplamiento espín-órbita (SOC). Los resultados revelan la existencia de inversiones de bandas inducidas por SOC, junto con brechas energéticas compatibles con valores reportados en la literatura. A partir de las bandas calculadas y sus correspondientes representaciones irreducibles en los puntos de alta simetría de la zona de Brillouin, se realizó una clasificación topológica utilizando los invariantes Z2 y Z4. Este análisis permitió identificar cuatro de estos compuestos como aislantes topológicos de orden superior (HOTIs), y se discute su potencial para albergar modos de conducción unidimensionales en bisagras protegidos por simetrías cristalinas, en ausencia de conducción superficial o volumétrica. Los resultados consolidan a las antiperovskitas como una familia prometedora de materiales funcionales con aplicaciones emergentes en transporte topológicamente protegido. (Tomado de la fuente)
Cross sections computation of the reaction 7Li+154Sm at Coulomb barrier energies
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Miranda Niño, Nicola Sebastian; Pinilla Beltran, Edna Carolina; Grupo de Física Nuclear de la Universidad Nacional
In this work, we apply the continuum discretized coupled channel (CDCC) formalism with the R-matrix method, in a three-body model, to compute the angular distribution of the elastic cross section of the 7Li+154Sm system, at collision energies Elab = 29.0 MeV, 35.0 MeV and 40.8 MeV. We ignore the rotational deformation effects of the target since they are expected to play a small role on the cross sections and their inclusion is cumbersome. Therefore, the core-target and fragment-target interactions are considered as global spherical optical potentials (GSOPs) and São Paulo potentials. Aiming at testing the CDCC method, we apply it for calculating the elastic cross sections of 6Li+144Sm system, at collision energy Elab = 30.0 MeV, and of the 7Li+144Sm system, at collision energies Elab = 29.0 MeV, 35.0 MeV and 40.8 MeV. Then, we compare our calculations with the available experimental data. On the other hand, since the CDCC approach converges slowly for Coulomb dominated inelastic cross section calculations, we apply a semiclassical approximation for computing the angular distribution of the inelastic cross section of the 7Li+154Sm system when the 154Sm target is excited from the ground state 0+ to the state with 2+ at a collision energy Elab = 30.0 MeV. As in the elastic case, for evaluating the performance of semiclassical approach, we apply the semiclassical approximation for calculating the inelastic cross section of the 11Be+64Zn test system, when the 11Be projectile is excited from the ground state jπ0 = 1/2+ to state with jπ0 = 1/2− at Ec.m = 24.5 MeV, and of the 6Li+144Sm test system, when the 144Sm target is excited from the ground state 0+ to the states with 2+ and 3− at Elab = 30.0 MeV.
Desarrollo y evaluación de un módulo acoplado a un Potenciostato/Galvanostato para la realización de medidas de impedancia en películas delgadas de ZnO:Co
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Montero Ramos, Harley David; Dussan Cuenca, Anderson; Materiales Nanoestructurados y Sus Aplicaciones
En este trabajo se diseñó y fabricó un módulo para la medición de impedancia en películas delgadas de ZnO y ZnO:Co, el cual se acopla a un Potenciostato/Galvanostato de uso comercial facilitando la caracterización eléctrica de las muestras mediante espectroscopía de impedancia con mediciones confiables, precisas y reproducibles. Las películas delgadas fueron sintetizadas mediante la técnica de pulverización catódica asistida por campo magnético de corriente directa (“DC magnetron sputtering”) cambiando la potencia del blanco de Co para cambiar la concentración del dopaje en la matriz del ZnO. Además, se realizaron estudios morfológicos mediante microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés) , y análisis composicional mediante espectroscopía de fluorescencia de rayos X (XRF, por sus siglas en inglés) , este último confirmó la incorporación del cobalto en la matriz del ZnO en función de la potencia de deposición, mientras que las micrografías de SEM evidenciaron una formación no uniforme en la superficie del material, tipo escamas. Las mediciones de impedancia permitieron analizar los efectos del dopaje sobre la respuesta dieléctrica y la movilidad de carga en la muestra de ZnO; se encontró que la incorporación de Co a potencias de trabajo entre 5 W y 25 W mejora la conductividad eléctrica de la muestra, lo que indica una mayor movilidad de los portadores de carga, pero dopajes a 50 W afectan la respuesta eléctrica del material. Este estudio proporciona una metodología práctica para la caracterización de materiales semiconductores mediante espectroscopía de impedancia, los resultados obtenidos servirán como referencia para la optimización del proceso de deposición y el análisis de los mecanismos de transporte de carga en películas delgadas semiconductoras dopadas (Texto tomado de la fuente).
Prueba geométrica de potenciales Tracker en cosmología
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Moreno Sánchez, Alexander; Castañeda Colorado, Leonardo
A partir del descubrimiento de la expansión acelerada del universo se han desarrollado muchos mode- los de energía oscura, los cuales en gran medida explican las observaciones hoy día. Uno de los modelos de mayor interés surgido algunas décadas atrás son los modelos de quintaesencia, en particular se abordan los modelos de quintaesencia desde el punto de vista de los campos trackers, los cuales permiten explicar la expansión acelerada del universo mediante la introducción de un campo escalar dinámico y un potencial escalar. Para el desarrollo de este estudio se obtiene una aproximación de sistemas dinámicos cosmológicos para modelos de campos trackers en quintaesencia y un acercamiento a sistemas dinámicos en teorías f(R). Para obtener un contraste con datos observacionales como SN Ia y cronómetros cósmicos se realiza el ajuste de parámetros cosmológicos y de potenciales trackers, tales como inverso de potencias, exponencial e hiper- bólico, todo ello enmarcado en el análisis de la estadística bayesiana y mediante el esquema MCMC. Así, se obtuvieron las soluciones para los sistemas dinámicos planteados, el análisis de elementos cosmológicos para LCDM y wCDM, y un estudio de potenciales trackers en quintaesencia bajo pruebas geométricas cos- mológicas, como de restricciones dadas por los datos observacionales, lo cual permite determinar algunos elementos propios de los campos trackers y de quintaesencia para aportar al entendimiento de la energía oscura y su fenomenología (Texto tomado de la fuente).
Aprendizaje computacional para disminución de error en la detección y estadificación de malaria
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Rodriguez Henao, Jesús Alberto; Vinck Posada, Herbert; Salcedo Reyes, Juan Carlos; Rodriguez, Jesus A. [https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000130814]; Rodríguez Henao, Jesús Alberto [0000-0002-0615-2465]; Gomez, Cindy Lorena; Fuentes Cabrera, Miguel; Guerra Vega, Angela Patricia; Vargas Calderon, Vladimir; Franco Correa, Marcela; Cortes Cortes, Liliana Jazmin; Godoy Enciso, Sofia; Gomez Arias, Santiago; Grupo de Óptica E Información Cuántica; Superconductividad y Nanotecnología
El presente trabajo se centra en la aplicación de técnicas de aprendizaje computacional, específicamente k-means y YOLO, para reducir el error en la detección de malaria en imágenes de muestras cultivadas de sangre infectada con el parásito de la especie Plasmodium falciparum, obtenidas mediante el método de sangre extendida. El proceso incluye el uso de preprocesamiento de imágenes, la transformación al espacio colorimétrico CIELAB para la caracterización de las estructuras del parásito, y la generación de cuatro modelos YOLO entrenados con imágenes sRGB, CIELAB e imágenes aumentadas en función de los rangos de caracterización de los parásitos. La investigación implicó varios pasos clave: revisión de la literatura y colaboración con el Instituto Nacional de Salud para comprender las técnicas de toma de muestras y el proceso de tinción por sangre extendida, así como la recopilación y digitalización de 266 imágenes de muestras de sangre infectada con P. falciparum. Estas imágenes fueron segmentadas y organizadas en una base de datos pública en Kaggle, con un total de 3820 segmentos de glóbulos infectados etiquetados. Por medio de k-means, se caracterizaron las estructuras del P. falciparum, definiendo los rangos de cada eje CIELAB para cromatina y citoplasma, para luego crear un nuevo grupo de imágenes sRGB y CIELAB con color falso en función de los rangos calculados, denominados en esta investigación como imágenes sRGB+ y CIELAB+. Posteriormente, cuatro modelos YOLO fueron entrenados utilizando las imágenes sRGB, CIELAB, sRGB+ y CIELAB+. Los resultados mostraron un alto desempeño, con una precisión media promedio (mAP) de detección de hasta 96.2% (Box) y 96.4% (Mask) en los modelos entrenados con imágenes en sRGB. El modelo con mejor rendimiento diagnóstico fue el sRGB, con una sensibilidad del 96%, precisión del 97.4% y exactitud del 93.4%. Finalmente, respecto a la disminución del error, se compararon las métricas de rendimiento diagnóstico mínimas requeridas para los microscopistas junior con las obtenidas por los modelos, encontrando que los modelos las equiparan y superan con una sensibilidad del 90% frente al 96%, precisión del 95% frente al 98% y exactitud del 80% frente al 93% para microscopistas y modelos, respectivamente. (Texto tomado de la fuente).
Validation of the NOνA experiment 2023-tuning on simulated neutrino-matter interactions
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Cortés Parra, Camilo Andrés; Arrieta Díaz, Enrique; Sandoval Usme, Carlos Eduardo; FENyX UN
NOνA es un experimento de oscilación de neutrinos de base larga que emplea un diseño de dos detectores para estudiar las oscilaciones de neutrinos muónicos en neutrinos electrónicos a lo largo de una distancia de 810 km. El Detector Cercano (ND, por sus siglas en inglés) mide el espectro y la composición del haz de neutrinos antes de que ocurran las oscilaciones, lo cual se compara posteriormente con el espectro energético de neutrinos oscilados observado en el Detector Lejano (FD). En el ND, los neutrinos se detectan mediante sus interacciones con los núcleos pesados presentes en el material del detector. NOνA utiliza el generador de eventos de neutrinos GENIE para simular estas interacciones neutrino-núcleo. Sin embargo, la predicción por defecto de GENIE no reproduce adecuadamente los datos observados en el ND. Para subsanar esta discrepancia, NOνA desarrolló un ajuste específico de los modelos de interacción de neutrinos dentro de la versión 3.0.6 de GENIE, con el fin de minimizar las diferencias entre las predicciones simuladas y los datos experimentales recolectados en el ND. Esta disertación evalúa el ajuste realizado por NOνA en 2023 a las simulaciones de secciones eficaces de interacción neutrino-materia de GENIE, mediante una comparación entre datos y simulaciones en el ND. El análisis empleó conjuntos de datos que comprenden $2.55\times10^{21}$ protones en blanco (POT) en modo haz de neutrinos y $1.14\times10^{21}$ POT en modo haz de antineutrinos. El ajuste realizado por NOνA a las simulaciones de interacciones neutrino-materia concuerda con los datos del ND dentro de la banda de error de una desviación estándar, aunque sobreestima las interacciones cargadas de neutrinos muónicos y antineutrinos en aproximadamente un 6 % y 9 %, respectivamente. Se observaron discrepancias notables en la región energética dominada por interacciones de tipo cuasi-elástico. Las incertidumbres sistemáticas asociadas a la modelización de la sección eficaz de interacción de neutrinos, en particular aquellas relacionadas con interacciones cuasi-elásticas, contribuyeron significativamente al error global en las simulaciones. Además, el algoritmo de reconstrucción empleado por NOνA para la clasificación de partículas mostró una tasa considerable de identificaciones erróneas entre piones cargados y protones, así como una tendencia a omitir piones o protones adicionales en eventos simulados con múltiples partículas (Texto tomado de la fuente).
Studies of charged pions produced during neutrino-nucleus Final State Interactions using the NOvA experiment simulation and reconstruction tools
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Villamil Santiago, Juan David; Arrieta Díaz, Enrique; Sandoval Usme, Carlos Eduardo; Grupo de Partículas FENyX-UN
NOvA, located at Fermilab, is a long-baseline neutrino oscillation experiment. It investigates muon-to-electron neutrino flavor oscillations over an 810 km baseline between the Near and Far Detectors, two functionally identical, liquid scintillator tracking calorimeters. The NuMI beam facility at Fermilab provides a 98% pure beam of muon neutrinos for NOvA. The Near Detector, situated 800 m from the neutrino production target, observes intense neutrino interactions, offering insights into neutrino-nucleus interactions. NOvA’s two detectors are intended to measure the parameters in neutrino oscillations, including mass hierarchy, CP violation, and the mixing angle θ23. This thesis presents an in-depth analysis of the performance of reconstruction algorithm for charged pions in the Near Detector, with focus on various interaction modes and kinematic variables. Through detailed event displays and statistical comparisons, key factors affecting reconstruction accuracy are identified. Findings highlight challenges such as energy deposition variability, track overlapping, and particle re-interactions that complicate the reconstruction process. Simulated charged pions are predominantly misclassified as muons, protons, and gammas. The efficiency of the charged pion reconstruction algorithms peaks within specific energy and angular regions. The analysis of single-pion events indicates no significant relationship between particle types in final state interactions and reconstruction failures. Normalized comparisons of angles and energy correlations further elucidate the conditions under which the algorithm operates more effectively. These insights are crucial for refining reconstruction techniques and enhancing the reliability of particle identification in experimental setups (Texto tomado de la fuente).
Síntesis y caracterización de películas delgadas de la perovskita doble Rb3Bi2I9 para aplicaciones fotovoltaicas
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Celis Yañez, César Augusto; Gordillo Guzman, Gerardo; Grupo de Materiales Semiconductores y Energía Solar
Actualmente, se investigan de manera intensiva nuevos materiales fotovoltaicos basados en compuestos híbridos orgánico-inorgánicos que cristalizan en estructura tipo perovskita, debido a sus excepcionales propiedades ópticas y de transporte eléctrico, entre las que destacan una brecha de energía prohibida óptima, alta capacidad de absorción fotónica y gran longitud de difusión de portadores. El objetivo principal de este proyecto fue identificar las condiciones óptimas para el crecimiento de películas delgadas del compuesto Rb3Bi2I9 con estructura tipo perovskita, libres de fases secundarias. Se trata de un material completamente inorgánico, propuesto como capa activa en celdas solares con alta estabilidad. Es importante destacar que este compuesto está libre de plomo (Pb), lo cual representa una ventaja significativa, dado que el Pb es tóxico. Las perovskitas que han mostrado las mayores eficiencias en dispositivos fotovoltaicos suelen contener Pb en su composición, siendo el compuesto más representativo CH3NH3PbI3 (MAPbI3) utilizado comúnmente como capa activa en este tipo de celdas. En el marco de este trabajo también se hicieron aportes relacionados con: Optimización de las propiedades ópticas, estructurales y morfológicas de películas delgadas del compuesto inorgánico Rb3Bi2I9, mediante una estrategia que incluye: i) La optimización del proceso de producción de películas delgadas, implementando un sistema electrónico que permite controlar automáticamente el proceso de deposición, ii) Un estudio del efecto de los parámetros de síntesis sobre las propiedades mencionadas, a través de caracterización experimental empleando técnicas como Difracción de Rayos X (XRD), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Transmitancia Espectral En particular, se encontró que, a través de un proceso de recocido, realizado en atmosfera de nitrógeno N2 a alta presión, es posible mejorar significativamente la morfología y calidad cristalina de las películas delgadas de Rb3Bi2I9, así como también una reducción notable de la densidad de defectos intrínsecos y estructurales. Un estudio de degradación realizados durante 3 meses mediante seguimiento con medidas de XRD, demostró que las películas delgadas de Rb3Bi2I9 son altamente estables frente a procesos de degradación que generalmente se presentan en perovskitas hibridas cuando estas son expuestas al ambiente. (Texto tomado de la fuente)
Diseño y fabricación de un equipo prototipo para medir la potencia refractiva de lentes oftálmicas progresivas
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Rodríguez Mendoza, Santiago; Mejía Barbosa, Yobani; Grupo de Óptica Aplicada - G.O.A.
El enfoque principal de esta tesis se basa en el diseño y fabricación de un equipo prototipo destinado a medir la potencia refractiva de lentes oftálmicas progresivas. Actualmente, la caracterización adecuada de estas lentes resulta en un gran interés gracias a su demanda a nivel global en los últimos años, sobretodo por su capacidad de acoplar correcciones ópticas para visión lejana y cercana en una misma lente, así como una mayor personalización de acuerdo a las necesidades visuales de cada usuario. Hoy en día las tecnologías disponibles para la caracterización de lentes progresivas son costosas o carecen de eficiencia, resaltando la necesidad de proponer soluciones más asequibles y confiables. La relevancia del presente proyecto es que afronta la problemática mencionada, mediante el equipo prototipo propuesto cuyo principio de operación se basa en una modificación de la prueba de Hartmann. Para cumplir con el objetivo, se realizaron varios desarrollos, incluyen do el uso del análisis de Fourier para estudiar los patrones de puntos que representan el frente de onda muestreado, permitiendo la obtención de mapas de fase para su procesamiento me diante un algoritmo computacional. Diseño de sistemas ópticos de iluminación y formación de imagen para los patrones de Hartmann, así como la fabricación de pantallas de Hartmann para estudiar las lentes progresivas. Además, la construcción de las piezas necesarias para el ensamblaje del equipo y el desarrollo de un algoritmo computacional para medir los mapas de potencia refractiva de las lentes progresivas. Los resultados obtenidos evidenciaron la efectividad del equipo construido al corresponder con los valores nominales de las lentes de estudio, destacando características como la genera ción de iluminación homogénea para garantizar la calidad y confiabilidad en las mediciones. Una apropiada formación de imagen gracias al sistema óptico y la pantalla de Hartmann utilizada. La implementación de un motor de paso que proporcionó un rango de trabajo di námico, presentando una alternativa de bajo costo y estable para el movimiento del equipo. Además del uso de equipos como Raspberry Pi y Arduino Uno que permiten una articulación y trabajo en conjunto de todas las componentes y funcionalidades del equipo (Texto tomado de la fuente).
Análisis de sistemas con simetría conforme en el espacio de momentos
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Rojas Pérez Diego Fernando; Beltran Almeida Juan Pablo; Grupo de Astronomía Galáctica, Gravitación y Cosmología
Este estudio aborda las transformaciones conformes en el espacio euclidiano, revisando tanto sus versiones finitas como infinitesimales, y explorando sus propiedades clave. A medida que se avanza, se establecen una serie de resultados sobre las funciones de correlación para campos escalares de n-puntos. En particular, se calcula las funciones de correlación bajo las transformaciones de dilatación y especial conforme. A partir de estos resultados, se deriva las identidades de Ward en el espacio de coordenadas para campos escalares de n-puntos, y posteriormente se reescriben estas identidades en el espacio de momentos utilizando la transformada de Fourier. En este espacio, se logra construir funciones de correlación que satisfacen de manera general las identidades de Ward de dos puntos, extendiéndolas a casos más amplios que incluyen campos escalares, vectoriales y tensoriales. Finalmente, se demuestra la relevancia de la teoría conforme en cosmología, donde la geometría del periodo inflacionario del universo está descrita por el espacio de Sitter, similar al espacio de Minkowski. Las simetrías conformes estudiadas permiten aplicar conceptos fundamentales de la física teórica a este contexto, proporcionando una herramienta poderosa para analizar las fluctuaciones iniciales del universo y su estructura a gran escala (Texto tomado de la fuente).
Propiedades estructurales, eléctricas y magnéticas del material tipo perovskita compleja Yb2FeCoO6
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Carrillo Rodríguez, Carolina; Roa Rojas, Jairo; Grupo de Física de Nuevos Materiales
El material YbFe_0.5Co_0.5O_3 fue sintetizado mediante dos métodos: reacción de estado sólido y Pechini modificado. La caracterización estructural realizada por difracción de rayos X (DRX) mostró que la fase ortorrómbica predominante se alcanzó a temperaturas de 1300 °C y 1000 °C, respectivamente, con una pequeña cantidad del óxido precursor Yb2O3 en ambas muestras. Para el método de estado sólido, se obtuvo una fase ortorrómbica en el grupo espacial Pnma (número 62) con una fracción del 88.4 %, mientras que el óxido precursor presentó una fase cúbica en el grupo espacial I 213 (número 199) con una fracción del 11.6 %. En el caso del método de Pechini modificado, la fase ortorrómbica también fue dominante, con un 82.6 % en el mismo grupo espacial Pnma (número 62), mientras que el óxido precursor mostró una fase cúbica en el grupo espacial I 213 (número 199) con una fracción del 17.4 %. La microscopía electrónica de barrido (SEM) evidenció dos fases cristalinas, con tamaños de grano promedio de 2.118 micrómetros para el método de estado sólido y 70.340 nanómetros para el método de Pechini modificado, destacando la homogeneidad en esta última. Además, las nanopartículas obtenidas por el método de Pechini modificado mostraron una mayor densidad de defectos y estados superficiales. El análisis de reflectancia difusa permitió determinar el band gap óptico del material, que fue de 1.17 eV para el método de estado sólido y 1.21 eV para el método de Pechini modificado, lo que confirma su naturaleza semiconductora. En cuanto al comportamiento magnético, ambas muestras presentaron características de ferromagnetismo, aunque las del método de Pechini mostraron un comportamiento dominado por efectos de superparamagnetismo debido a su menor tamaño de grano, lo que contribuyó a una mayor irreversibilidad magnética. Finalmente, la caracterización eléctrica del material evidenció un comportamiento semiconductor alineado con el modelo de hopping de rango variable. La respuesta eléctrica no lineal, atribuida a las barreras Schottky, sugiere la viabilidad de YbFe_0.5Co_0.5O_3 para aplicaciones en dispositivos de control de corriente, como reóstatos y potenciostatos. (Texto tomado de la fuente)
Determinación de anchos de banda y espesores óptimos de materiales perovskita(PVK) para celdas solares tándem de 2 terminales del tipo PVK/Si y PVK/CuInSe2
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-04-09) Aguirre Serrano, Sergio; Morales Acevedo, Arturo; Bernal Correa, Roberto
La investigación sobre celdas solares tándem que incluyen materiales perovskita ha experimentado un notable aumento debido a su potencial de alta eficiencia, ya que el ancho de banda prohibida de los materiales perovskita puede ajustarse en un amplio rango. En este trabajo, nos enfocamos en modelar celdas tándem mediante un modelo teórico que puede aplicarse a celdas tándem con múltiples uniones. Como ejemplo, mostramos resultados para celdas solares tándem de dos terminales compuestas por dos y tres uniones, basadas en silicio y CuInSe2 (CIS), considerando los diseños PVK/Si, PVK/CIS, PVK/PVK/Si y PVK/PVK/CIS. Los resultados muestran el límite como función del ancho de banda prohibida para las uniones de perovskita, alcanzando eficiencias máximas alrededor del 50% para las celdas de tres uniones PVK/PVK/Si y PVK/PVK/CIS. En el caso más realista, donde se incluye la absorción parcial por parte de los materiales perovskita, la eficiencia se estima considerando tanto el ancho de banda prohibida como el espesor de las uniones de perovskita, manteniendo constantes los espesores de las uniones de silicio y CIS. En este caso, se muestra que se pueden alcanzar eficiencias superiores al 42.5% para celdas solares tándem de dos uniones (cuando se eligen adecuadamente el espesor y el ancho de banda prohibida de la perovskita). De manera similar, la eficiencia práctica posible para las celdas solares de tres uniones PVK/PVK/Si y PVK/PVK/CIS puede llegar hasta el 47.5% (Texto tomado de la fuente).

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