3.10 Tesis magíster
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- ItemBúsqueda de hidrógeno neutral HI en Voorwerpjes usando el radio interferómetro VLA(2021) Zagal San Martín, Valentina; Treister, Ezequiel; Barcos Muñoz, Loreto; Pontificia Universidad Católica de Chile. Instituto de AstrofísicaEl descubrimiento fortuito de una región altamente ionizada dominada principalmente por líneas de emisión de [OIII] cercana a la galaxia espiral IC 2497 bautizada como Hanny’s Voorwerp, incentivó una búsqueda de sistemas análogos desde el Proyecto Galaxy Zoo, es decir, galaxias con regiones de líneas de emisión extendidas (EELR) superior a los 10 kpc, denominadas como Voorwerpjes. Los espectros ópticos de estas peculiares galaxias, aluden a una ionización producida por la actividad pasada del AGN. Además, comparten la cualidad de ser sistemas generados por algún proceso de fusión, sugiriendo la presencia de grandes reservas de hidrógeno neutral HI extraplanar. Estas características sugieren que, para poder poder observar estas EELR es necesario que el cono de ionización entre en contacto con el gas neutral y ambos apunten en tal dirección, de manera que sean visibles desde nuestra línea de visión. La presente tesis estudia el hidrógeno neutral HI en 9 AGN bautizados como Voorwerpjes (0.0296 < z < 0.0547) utilizando las observaciones radio interferométricas obtenidas con la configuración más compacta (~1 km) del VLA entre 1 y 2 GHz. Estableciendo como finalidad la detección de la línea HI (o línea de 21 cm), la cual justifique naturalmente la presencia de estas regiones ionizadas en los alrededores de sus galaxias. Los mapas espectrales a ~1.5 GHz presentaron dos detecciones para la línea de 21 cm: una única emisión y absorción para las fuentes SDSS 1005 y SDSS 2201, respectivamente. El resto de la muestra no presenta detección espectral y el radio continuo de SDSS 1510 no fue detectado. La masa del gas neutral desde la emisión de HI es comparable con el gas neutro presente en el Hanny’s Voorwerp, como también con galaxias típicas, por ejemplo la Vía Láctea. Adicionalmente, la masa HI resultante desde los límites superiores son en promedio menores que el gas neutral en galaxias normales. En cuanto al valor de la columna de densidad desde la absorción, es comparable con los AGN que componen al Zoológico de Absorción HI. Por otro lado, la conversión de los radio continuo hacia la temperatura de brillo, está limitada por el rango de resolución recuperada desde el tipo de observación. No obstante, la comparación con el sondeo NVSS verifica el correcto procesamiento de los datos además de presentar una mejora del 33%. Finalmente, los Voorwerpjes serían AGN pobres en HI actualmente inactivos.
- ItemCosmología dependiente de la escala. Revisión de los problemas de la Constante Cosmológica y de la Constante de Hubble(2023) Canales Contreras, Felipe Andrés; Loewe Lobo, Marcelo Patricio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Instituto de FísicaEn este trabajo de tesis se busca presentar algunos resultados que permitan guiar a la solución de dos de los grandes problemas de la cosmología moderna: el problema de la Constante Cosmológica y la tensión de la constante de Hubble. El primer problema consiste en que la predicción teórica para el valor de la densidad de energía del vacío es 10^120 veces mayor que la densidad de energía del vacío observada, mientras que el segundo problema se debe a la discrepancia que hay para el valor de la constante de Hubble dada por dos mediciones distintas. Para guiar a las soluciones de los problemas, se plantea una acción de gravedad Einstein-Hilbert, incorporando efectos cuánticos al considerar tal acción, como una acción efectiva con acoples gravitacionales dependientes de la escala de renormalización. Se encuentra que considerar acoples gravitacionales dependientes de la escala puede explicar un factor de 10^66 de diferencia entre la energía de vacío observada y la teórica en el problema de la Constante Cosmológica, mientras que considerar acoples gravitacionales dependientes de la escala tiene el potencial de reducir la tensión de la constante de Hubble.
- ItemEffects of stress in the growth of microbial biofilms(2023) Medina Boyd, Ignacio; Düring, Gustavo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de FísicaIn active matter physics, bacteria are considered active agents that grow and reproduce by division. Some bacterial strains attach to surfaces forming biofilms which exhibit complex spatial behavior, governed by the internal and external physical interactions and many biological factors. Studies have been made about the biomechanical interactions that arise in such systems, but due to the complexity of the biological mechanisms, few conclusions about the dynamics of growth and underlying physics have been drawn. In the present work, we propose a simplified two dimensional biophysical model to reduce to a minimum the number of factors that affect dynamics of the system. Using numerical methods, we explore the parameter dependence of our model, applying different boundary conditions to our numerical simulations. Internal stresses and velocities within the system show an exponential profile that defines zones of buckling and a steady front that propagates the biofilm towards unoccupied regions. By taking averages over ensembles of cells, we create a continuous description of the system and compare the continuous theory to the dynamics given by the numerical simulations. We conclude that the modelled biofilm dynamics, stresses and growth agree to the theoretical results, and the growing front presents a characteristic length defined by the interplay between dynamical viscosity and cell stiffness.
- ItemFrom Momentum to Real Space: Investigating the Hofstadter Butterfly and Landau Levels in Hexagonal Lattices(2023) Berríos Carvajal, Sebastián Alejandro; Soto Garrido, Rodrigo Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Instituto de FísicaThis research examines Landau Levels (LLs) in real space within hexagonal lattice systems, utilizing the tight-binding model to elucidate band structures under strong magnetic fields, leading to the Hofstadter Butterfly pattern. The introduction of a real-space periodic tight-binding model provides a comprehensive perspective on the Density of States (DOS) in both periodic and open boundary conditions. A key contribution of this work is the innovative approach to decompose Landau Level wavefunctions into angular momentum eigenstates, revealing the inherent angular momentum attributes of the loop-like zones. While the study offers significant insights into the behavior of LLs in real space, it underscores the vast data spectrum associated with each system and highlights the potential for future research on variations in sample shape, the influence of disorder, impurities, and the integration of artificial intelligence for data interpretation.
- ItemTowards the measurement of the spatial correlation among multiple optically trapped magnetic particles(2020) Martínez Prieto, Loreto Alejandra; Maze Ríos, Jerónimo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Instituto de FísicaOptical Tweezers are a powerful tool that, using a strongly focused laser beam, allow us to generate optical forces for the manipulation of micro and nano-metric objects. They have a wide variety of applications in the fields of chemistry, biology, and physics. In this thesis we address the issue of a few-body system of a geometric configuration of optically trapped spheres in water and their hydrodynamic and magnetic correlations as they exhibit Brownian motion. Starting from the Oseen solution to the Stokes equation, a method to find the correlation displacement functions that characterize the hydrodynamic and magnetic interactions among optically trapped magnetic micro-beads immerse in a fluid in the low Reynolds number is elaborated. We report the correlation functions and how they are found for three different geometric configurations with multiple trapped spheres, following a procedure that can be replicated for different geometric layouts and a greater amount of trapped particles. Some results of measurements already carried out with the current Optical Tweezers setup are presented, in addition to further proposed experiments to compute the correlation displacements functions that were found. Understanding and characterizing magnetic micro-systems is a topic of great interest, given the multiple applications they have, for instance, in medicine.