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    Estructura Electrónica de una Nanoestructura Concéntrica Punto-Anillo Bajo Acción de Campos Eléctrico y Magnético
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-02-19) Barrera Mendoza, Carlos; Gutiérrez Niño, Willian; Torres Gómez, John Freddy; García Russi, Luis Francisco; Páez González, Carlos José
    En este trabajo se estudia el comportamiento energético de un electrón confinado en una nanoestructura compuesta por un punto cuántico circular rodeado concéntricamente por un anillo cuántico también circular. La nanoestructura está diseñada con el material GaAs y se encuentra dispuesta en una matriz de AlxGa(1-x)As. Se presenta el comportamiento energético del electrón en función del ancho del anillo, radio del punto, separación entre punto y anillo, y concentración de aluminio. Además, se investiga el comportamiento del espectro energético en presencia de un campo eléctrico aplicado en el plano de crecimiento y un campo magnético perpendicular a este plano. Se ha modelado el sistema en dos dimensiones, despreciando la dimensión vertical, a través de la aplicación de la ecuación de Schrödinger estacionaria utilizando la aproximación de masa efectiva. La solución de la ecuación de Schrödinger se obtiene mediante el método de elementos finitos bidimensionales. Los resultados demuestran que existen transiciones, cruces y acoplamientos entre los niveles energéticos ocasionados por modificaciones estructurales. Así mismo, se observan oscilaciones AB debido al campo magnético y desacoples de niveles debido al campo eléctrico. También se evidencia que algunos niveles energéticos y densidades de probabilidad son altamente sensibles a los campos externos y la configuración geométrica de la nanoestructura.
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    Evaluación experimental de la capacitancia cuántica de una superficie nanoestructurada de TiO2 funcionalizada con ácido fólico como posible candidata para el desarrollo de biosensores cuánticos en la detección temprana del cáncer epitelial
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-02-12) Bermúdez Jaimes, María Camila; Bertel Garay, Linda Esperanza; Miranda Mercado, David Alejandro; Corzo M., Sandra Patricia; García Castro, Andrés Camilo
    La funcionalización de superficies nanoestructuradas de TiO2 con biomoléculas afines a distintos biomarcadores del cáncer ha permitido obtener biosensores altamente selectivos. Un biomarcador del cáncer que ha sido ampliamente estudiado es el receptor de folato, una proteína sobre-expresada en células transformadas, presente en cáncer epitelial. En las aplicaciones de detección y tratamiento de células cancerosas epiteliales, basadas en la identificación de los receptores de folato, se utilizan conjugados de ácido fólico debido a la alta afinidad con dicha proteína. Una de las superficies nanoestructuradas ampliamente usada para la fabricación de biosensores son aquellas formadas por nanotubos de dióxido de titanio, debido a que este tipo de biosensores poseen alta sensibilidad. En este sentido, el presente proyecto de investigación reporta la evaluación experimental de la capacitancia electroquímica de nanoestructuras de dióxido de titanio funcionalizadas con ácido fólico. Las nanoestructuras fueron obtenidas mediante el método de anodización electroquímica. En total fueron fabricadas cuatro superficies nanoestructuradas, dos de estas se fabricaron a 60V-30min y las otras dos a 60V-10min. Así mismo, dos de ellas se sometieron a calcinación y dos no; por lo que se presenta también, el análisis realizado sobre el efecto de la calcinación antes y después de la funcionalización de la superficie nanoestructurada. Las cuatro superficies fabricadas se caracterizaron antes y después de la calcinación por difracción de rayos X y por espectroscopía UV-Vis de reflectancia difusa. A su vez, fueron caracterizadas antes y después de la funcionalización por microscopía de fuerza atómica, espectroscopı́a de capacitancia electroquı́mica y ángulo de contacto. De esta manera, se logró identificar la formación de nano-columnas y nanotubos. La funcionalización fue efectiva para los nanotubos pues se evidenció la formación de enlaces covalentes mediante la disminución de los valores de capacitancia electroquímica. Esto sugiere que la superficie nanoestructurada con nanotubos es una candidata apropiada para ser usada en el desarrollo de biosensores cuánticos en la detección temprana del cáncer epitelial.
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    Análisis de las propiedades de transporte electrónico en Nanocintas de bicapas de Borofeno: efectos de la dimensión y tipo de borde.
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-02-01) Ardila Gutierrez, Carlos Eduardo; Páez González, Carlos José; García Castro, Andrés Camilo; Miranda Mercado, David Alejandro
    En el presente estudio, se exploran los efectos estructurales, tales como la dimensión y los tipos de bordes, en las propiedades de transporte de nanocintas de bicapas de borofeno, clasificado como un semimetal de línea nodal de Dirac (DNLS). Mediante el método de Slater-Koster (SK), se desarrolla un hamiltoniano Tight-Binding (TB) para analizar el transporte electrónico en dichas bicapas, considerando bordes tipo armchair y zigzag. El enfoque TB es adecuado para representar sistemas electrónicos modelados como una red de átomos interconectados. Se implementa el formalismo de Landauer-Büttiker en conjunto con las funciones de Green de la red para evaluar las propiedades de transporte. Dicho procedimiento es esencial para el estudio de sistemas mesoscópicos, en los cuales las características cuánticas del transporte electrónico son destacadas. A partir de esta metodología, se determinan la conductancia, densidad de corriente y densidad local de estados próximos al nivel de Fermi para nanocintas con dimensiones desde 3Å hasta 60nm, considerando bordes tipo armchair y zigzag. La realización de estos cálculos se efectúa mediante el lenguaje de programación Python y la librería Kwant. Se identifican particularidades en sistemas con dimensiones superiores o inferiores a 5 nm. Las nanocintas tipo armchair de menor amplitud muestran dispersión lineal y estados de borde cercanos al nivel de Fermi, en contraste con las de borde zigzag, que no evidencian dichas propiedades. Con el incremento de la dimensión, emergen estados adicionales que opacan los efectos de los conos de Dirac y su intersección. Pese a dichas variaciones, las estructuras de bandas conservan semejanza con el sistema en su representación periódica. Al ajustar la energía en sistemas de menor tamaño, los resultados son congruentes con las modificaciones dimensionales. El análisis subraya la relevancia del modelo TB para comprender comportamientos electrónicos en materiales innovadores como las bicapas de borofeno, proporcionando una perspectiva técnica y metodológica.
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    Estudio del movimiento de partículas de prueba en discos relativistas de Morgan y Morgan inmersos en halos
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-11-02) Ariza Farfán, Angie Alejandra; González Villegas, Guillermo Alfonso; Lora Clavijo, Fabio Duván; Reina Medrano, Jerson Iván
    Se presenta un estudio del movimiento de partículas de prueba, temporales y nulas, en un espacio-tiempo conformestático axialmente simétrico correspondiente a la superposición de los discos relativistas de Morgan y Morgan y un halo esferoidal de materia. Se utiliza el formalismo lagrangiano para analizar el movimiento de las partículas de prueba y se estudia la naturaleza de las posibles órbitas mediante un análisis cualitativo del potencial efectivo y mediante la solución de las ecuaciones de movimiento para trayectorias radiales y no radiales. Se analiza la existencia de orbitas circulares estables, inestables y marginalmente estables, y se determina la órbita circular estable más interna, así como la órbita circular marginalmente ligada.
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    Análisis de la estructura del campo gravitacional en los modelos de discos relativistas de Kuzmin-Toomre inmersos en un halo esferoidal de materia
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-11-17) Navarro Suarez, Sharon Tatiana; Gonzalez Villegas, Guillermo Alfonso; López Suspes, Likidcen Framsol; Reina Medrano, Jerson Ivan
    En el presente trabajo se estudia la estructura del campo gravitacional en un espacio-tiempo conformestático axialmente simétrico correspondiente a la superposición de los discos relativistas de Kuzmin-Toomre y un halo esferoidal de materia propuesto por González y Pimentel (1). Las propiedades del sistema compuesto por discos relativistas y halos esferoidales de materia se estudian mediante un análisis de las líneas de campo gravitacional, las cuales se definen como las curvas integrales de la cuadri-aceleración de observadores estacionarios con momento angular cero con respecto al eje de simetría (2). Asimismo, se especifica el proceso por el cual se obtiene un tensor métrico capaz de describir el sistema compuesto mencionado anteriormente y a partir de este, se estudia el comportamiento de la cuadri-aceleración de dichos observadores.
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    Estudio numérico del equilibrio magnetohidrodinámico de un plasma de fusión confinado en un Tokamak
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-11-14) Sánchez Mendoza, Juan Camilo; Orozco Ospino, Eduardo Alberto; López Durán, Jesús Eduardo; Plata Gómez, Arturo; Ospina Ospina, Rogelio
    En dispositivos de fusión termonuclear, el gas se calienta a temperaturas tan altas que se considera plasma, y mantenerlo confinado de manera estable es crucial hasta que la energía liberada por las reacciones de fusión supere la suministrada. Sin embargo, estos sistemas son propensos a inestabilidades debido a su dinámica, la cual depende fuertemente de las condiciones de equilibrio, para lo cual es fundamental conocer perfiles de presión, corriente y campo magnético que confinen el plasma. A partir del balance de fuerza de un elemento de fluido y bajo condiciones de equilibrio estático y estacionario, surge la ecuación de Grad-Shafranov, cuya solución proporciona el equilibrio en dispositivos de confinamiento magnético como los tokamak, obteniéndose numéricamente para casos prácticos. En este trabajo se desarrolló un código que resuelve la ecuación de Grad-Shafranov usando diferencias finitas de segundo orden sobre una malla rectangular uniforme y con frontera de plasma fija. Este código se validó comparándolo con la solución analítica de Solov'ev, estableciendo la relación entre error y convergencia. Finalmente, se recrearon perfiles de equilibrio de configuraciones experimentales variando corriente, presión y parámetros geométricos, con el objetivo de reducir el coste computacional y controlar la geometría de la columna de plasma.
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    Estudio numérico del equilibrio magnetohidrodinámico de un plasma de fusión confinado en un Tokamak
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-11-15) Sánchez Mendoza, Juan Camilo; Orozco Ospino, Eduardo Alberto; López Durán, Jesús Eduardo; Plata Gómez, Arturo; Ospina Ospina, Rogelio
    En dispositivos de fusión termonuclear, el gas se calienta a temperaturas tan altas que se considera plasma, y mantenerlo confinado de manera estable es crucial hasta que la energía liberada por las reacciones de fusión supere la suministrada. Sin embargo, estos sistemas son propensos a inestabilidades debido a su dinámica, la cual depende fuertemente de las condiciones de equilibrio, para lo cual es fundamental conocer perfiles de presión, corriente y campo magnético que confinen el plasma. A partir del balance de fuerza de un elemento de fluido y bajo condiciones de equilibrio estático y estacionario, surge la ecuación de Grad-Shafranov, cuya solución proporciona el equilibrio en dispositivos de confinamiento magnético como los tokamak, obteniéndose numéricamente para casos prácticos. En este trabajo se desarrolló un código que resuelve la ecuación de Grad-Shafranov usando diferencias finitas de segundo orden sobre una malla rectangular uniforme y con frontera de plasma fija. Este código se validó comparándolo con la solución analítica de Solov'ev, estableciendo la relación entre error y convergencia. Finalmente, se recrearon perfiles de equilibrio de configuraciones experimentales variando corriente, presión y parámetros geométricos, con el objetivo de reducir el coste computacional y controlar la geometría de la columna de plasma.
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    Simulación unidimensional auto consistente de la interacción de un plasma acolisional con un pulso laser
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-11-15) Vanegas Perez, Keren Carolina; López Durán, Jesús Eduardo; Orozco Ospino, Eduardo Alberto; Gutiérrez Niño, Willian; Otero Olarte, Oswaldo
    Los mecanismos de aceleración de partículas cargadas actuales, además de sofisticados, suelen ser de gran tamaño. Bajo esta premisa, investigaciones recientes se han enfocado en desarrollar diferentes esquemas que permitan acelerar partículas a altas energías en espacios reducidos, siendo la aceleración basada en plasma uno de los mecanismos de aceleración que más destaca. Este mecanismo consiste en aprovechar la onda plásmica generada por un pulso láser de alta intensidad y corta duración que incide en un plasma, para acelerar partículas cargadas. Ya que la interacción de un pulso láser con un plasma conlleva a fenómenos de naturaleza altamente no lineal, su descripción teórica se sustenta principalmente en simulaciones computacionales, las cuales consideran efectos autoconsistentes y no lineales propios del sistema. Por tal motivo, en este trabajo se presenta el desarrollo de un código computacional particle in cell electromagnético unidimensional que simula la formación de la onda plásmica, donde se consideran únicamente variaciones a lo largo de la dirección de propagación del pulso láser. Esto permite estudiar la dinámica del plasma perturbado por diferentes pulsos láser de diferente duración e intensidad, y, con ello caracterizar los diversos trenes de pozos de potencial que dichos pulsos inducen a su paso.
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    Análisis de la estructura del campo gravitacional en modelos compuestos por la superposición de un agujero negro de Schwarzschild con un disco anular
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-11-09) Urrea Avella, Cristian Sneydder; González Villegas, Guillermo Alfonso; Pimentel Diaz, Oscar Mauricio; Lopez Suspes, Likidcen Framsol
    Se presenta un estudio de la estructura del campo gravitacional en un espacio-tiempo de Weyl correspondiente a la superposición de un agujero negro de Schwarzschild con el primer miembro de la familia de discos anulares de González, Gutiérrez-Piñeres y Viña-Cervante \citep{gonzalez2009relativistic}. Las propiedades del sistema compuesto se estudian mediante un análisis de las líneas de campo gravitacional, las cuales se definen como las curvas integrales de la cuadri-aceleración de observadores estacionarios con momento angular cero con respecto al eje de simetría. Se describe el proceso por el cual se obtiene un tensor métrico capaz de describir el sistema compuesto mencionado anteriormente y a partir de este se estudia el comportamiento de la cuadri-aceleración de dichos observadores, y se estudia igualmente la distorsión en el horizonte de eventos.
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    Aplicación de radiación electromagnética con Momento Angular Orbital en la degradación de Nitritos y Nitratos en aguas contaminadas.
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-11-01) Sánchez Fontecha, Juan David; Moreno, Yezid Torres; Reyes Quijano, Zayda Paola; Orozco Ospino, Eduardo Alberto
    La presencia de la mayoría de contaminantes en el agua puede causar graves enfermedades en el ser humano y demás seres vivos. Un gran contaminante se deriva a partir de los cultivos aledaños a los afluentes que suministran de agua a municipios y grandes ciudades, dichos cultivos contienen abonos nitrogenados que contaminan con Nitritos y Nitratos. Es por esto, que en el presente trabajo de investigación se estudia un método de tratamiento y descontaminación, no invasivo, de las aguas, por medio de fotocatálisis con Haces con Momento Angular Orbital (MAO). Para llevar a cabo los experimentos, se emplea un catalizador de Dióxido de Titánio cuya estructura cristalina corresponde mayoritariamente a la Anatasa. Adicionalmente, se estudian los nitritos y nitratos, como contaminantes, por separado, por lo que la muestra experimental estará compuesta por agua destilada, catalizador y pequeñas cantidades del contaminante. Por otro lado, los haces MAO se producen en el laboratorio, haciendo uso de una matriz de cristal líquido por reflexión, que permite producir cargas topológicas. Además, la muestra se irradia con un láser con longitud de onda de 632,8 $[nm]$ y potencia de 10 $[mW]$ que transporta diferentes cargas topológicas, empleándose en la experimentación, distintos valores entre 0 y 50. Una vez las muestras han sido irradiadas, se analizan por medio de espectroscopía UV-VIS y se observa el espectro de absorción de las muestras. Se encuentra cambios en los espectros de las muestras irradiadas con MAO que dependen de las cargas topológicas utilizadas.
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    Caracterización espectroscópica de la componente estelar más deficiente en hierro del cúmulo globular Omega Centauri con APOGEE-2
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-08-14) Salazar Torrado, Paula Fernanda; Núñez de Villavicencio Martínez, Luis Alberto; Fernández Trincado, José Gregorio; Vieira Villarreal, Rosa Katherine; Basto Pineda, Juan Carlos
    En este proyecto de investigación se presenta por primera vez la determinación de abundancias fotosféricas estelares para especies químicas tales como: Carbono (C), Nitrógeno (N), Oxígeno (O), Magnesio (Mg), Aluminio (Al), Silicio (Si), Calcio (Ca), Hierro (Fe) y Níquel (Ni), la cual fueron obtenidas a partir de líneas atómicas una vez ionizadas y tres moléculas ($^{12}$C$^{16}$O, $^{16}$OH, $^{12}$C$^{14}$N) que fueron identificadas en la banda infrarroja cercana del espectro electromagnético (banda espectral H comprendida entre 1.5 a 1.7 micras), para una muestra de 14 estrellas gigantes rojas pertenecientes al cúmulo globular NGC 5139. Haciendo uso del código BACCHUS, se realizó un análisis exhaustivo línea a línea asumiendo un Equilibrio Termodinámico Local (siglas en inglés: LTE) en la banda espectral H para cada estrella en nuestra muestra. Se logró identificar un enriquecimiento en aluminio [Al/Fe]>+0.3 para 4 estrellas de la muestra, característica de estrellas de segunda generación. También se proporcionó por primera vez evidencia de tendencia a una correlación Mg-Si para todas las estrellas de esta muestra
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    Generación de un modelo numérico de agrupamiento (Clustering) para la identificación de microplásticos recolectados en el Parque Nacional Natural Corales de Profundidad y en el Parque Nacional Natural Los Corales del Rosario y San Bernardo, mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier con reflectancia total atenuada (FTIR-ATR)
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-08-11) Jaimes Castro, Diego Fernando; Prada Buitrago, Isabel Cristina; Guerrero Bermúdez, Jader Enrique; Cabanzo Hernández, Rafael; Torres Moreno, Yezid; Mejía Ospino, Enrique; Morales Medina, Giovanni; Muvdi Nova, Carlos Jesús
    Se proponen dos modelos de agrupamiento para elementos sólidos, con tamaño menor a 5 mm, en muestras de agua de mar, colectadas durante la temporada seca (Diciembre 2021 - Abril 2022) en doce estaciones de monitoreo localizadas en los Parques Nacionales Naturales Corales de Profundidad y Corales del Rosario y San Bernardo, a partir de sus espectros de absorbancia en el infrarrojo medio, con número de onda en el rango 4000 cm^-1 – 500 cm^-1, usando FTIR-ATR. A partir de 818 espectros FTIR-ATR, previamente normalizados y expresados en sus primeras siete (7) componentes principales (PCA por sus siglas en inglés, Principal Component Analysis), se implementó un modelo de cúmulos mediante el algoritmo k-means, el cual sugirió cinco (5) grupos, atendiendo a indicadores de validación intrínsecos (Dunn, Davies-Bouldin y Silueta). De manera similar, se desarrolló un dendrograma, que sintetiza el agrupamiento jerárquico. Los espectros promedios de los grupos sugeridos por los modelos se comparan con espectros de referencia de la base de datos comercial (KnowItAll, Bio-Rad/Wiley). La comparación con la base de datos permitió identificar minerales típicos de la descomposición de los corales y algunos polímeros, a saber: polietileno, poliéster, polietileno tereftalato (PET), polipropileno. Dado que el tamaño de la muestra es menor a 5mm, se trata de microplásticos. Así, este estudio evidencia la presencia de estos elementos en estos sensibles ecosistemas.
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    Análisis de la estructura del campo gravitacional en los modelos de discos relativistas de Morgan y Morgan inmersos en un halo esferoidal de materia.
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-07-26) Meneses Benítez, Christian Camilo; Gonzalez Villegas, Guillermo Alfonso; Lora Clavijo, Fabio Duvan; Pimentel Diaz, Oscar Mauricio
    El presente proyecto presenta el cálculo y análisis de la estructura del campo gravitacional en un espacio-tiempo conformestático axialmente simétrico correspondiente a la superposición de los discos relativistas de Morgan y Morgan y un halo esferoidal de materia (González y Pimentel, 2016). Se realiza un estudio de las propiedades del sistema compuesto mediante un análisis de las líneas de campo gravitacional, las cuales se definen como las curvas integrales de la cuadri-aceleración de observadores estacionarios con momento angular cero con respecto al eje de simetría (Semerák et al., 1999). Se describe el proceso por el cual se obtiene el tensor métrico capaz de describir el sistema compuesto mencionado anteriormente, y a partir de este se estudia el comportamiento de la cuadri-aceleración de dichos observadores. Las motivaciones del estudio se extienden a establecer un estudio físico en modelos galácticos similarmente cercanos a aquellos que se han obtenido a partir de observaciones, en cuanto a masa e influencia gravitacional se refiere.
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    Simulación numérica de la propagación de un haz láser en aire turbulento y trayectoria horizontal a baja altura.
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-08-02) Nuñez Silva, Erick Duban; Torres Moreno, Yezid; Reyes Quijano, Zayda Paola; Amaya Robayo, Dafne Cecilia; Guerrero Bermudez, Jader Enrique
    Durante la propagación de la luz a través de un medio, surge el problema de la turbulencia, la cual distorsiona en mayor o menor medida al haz que se propaga. En las últimas décadas, gracias al avance de la tecnología, las comunicaciones mediante el uso de la luz se han convertido en la herramienta más común y de mayor eficiencia que su competencia. Por lo tanto, el interés en el modelado de la turbulencia ha sido indispensable para encontrar compensaciones en la pérdida de información que se produce cuando el haz se propaga por un medio turbulento. Para lograr un modelado eficaz de un medio turbulento se ha recurrido a soluciones computacionales que permiten gran exactitud en la simulación. A pesar de los beneficios que ofrecen las soluciones computacionales, existe el inconveniente de que, para lograr una gran precisión en las simulaciones hay que recurrir a una gran cantidad de tiempo para el cálculo computacional, dichos cálculos pueden llegar a tardar varios días e incluso semanas. Durante el desarrollo de los algoritmos de propagación en medios turbulentos es clave la optimización del funcionamiento y que se ajusten a la realidad. En el presente trabajo se estudia el algoritmo de propagación de pantallas de fase para un haz gaussiano que describe una trayectoria horizontal usando el software WAVEPY. Para ello se realizaron múltiples simulaciones variando diferentes parámetros, con el objetivo de establecer su relación entre las diferentes variables, en especial, el número de pantallas de fase y el impacto en la turbulencia simulada, lo cual permitirá encontrar un número de pantallas de fase que mejor se adecúe según los parámetros físicos preestablecidos.
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    Estudio del movimiento de partículas de prueba en el campo gravitacional generado por la superposición de un agujero negro de Schwarzschild con un disco anular
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-07-25) Cuarán Castrillón, Jeisson Sneider; González Villegas, Guillermo Alfonso; Reina Medrano, Jerson Iván; López Suspes, Likidcen Framsol
    En este trabajo de investigación se estudió el movimiento de partículas de prueba, temporales y nulas, en un espacio-tiempo de Weyl correspondiente a la superposición de un agujero negro de Schwarzschild con el primer miembro de la familia de discos anulares de González, Gutiérrez-Piñeres y Viña-Cervantes (Phys. Rev. D 79, 124048, 2009). Para ello, se resolvieron las ecuaciones de las geodésicas para dicho espacio-tiempo mediante solución numérica; primero, se consideró la naturaleza de las posibles órbitas ecuatoriales por medio de un análisis cualitativo del potencial efectivo, dentro y fuera del disco, y segundo, se eyectó partículas radialmente en el primer cuadrante del plano (r, z). Además, se analizó la existencia de órbitas circulares ecuatoriales estables, inestables y marginalmente estables. Como principales resultados se determinó la órbita circular marginalmente estable, la órbita marginalmente ligada y la órbita circular de fotones sobre el plano ecuatorial.
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    Inversión bayesiana unidimensional para el caso de la magnetotelúrica
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-05-25) Ariza Serrano, Geraldine Andrea; Pinto Hernández, William; Sanabria Gómez, José David; Plata Gómez, Arturo; Flórez Torres, Manuel Alberto
    La inversión magnetotelúrica es una herramienta útil para la exploración del subsuelo ya que proporciona información sobre la composición mineral. Por ello, se realizó el estudio del método geofísico magnetotelúrico (MT), mediante campos electromagnéticos naturales para determinar la resistividad del subsuelo a diferentes profundidades. De esta manera, se empleó un proceso de inversión bayesiana haciendo uso del método de Markov Chain Monte Carlo (MCMC) utilizando el algoritmo de Metropolis-Hastings (MH) para obtener información detallada sobre la distribución de la resistividad en el subsuelo. Posteriormente, se hizo el ejemplo para el modelo más sencillo con espesores variables para luego aplicar este análisis a un modelo de 25 capas con espesores constantes debido a las limitaciones que presenta el modelo al tener los espesores variables. Con base en estos resultados, se llevó a cabo un proceso de selección de modelos para estimar el número real de capas en estos ejemplos. Los resultados muestran la viabilidad del método y otorgan no solo un valor único sino una distribución de la densidad de probabilidad.
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    Interpretación de la migración espacio-temporal de los enjambres de terremotos en la caldera de Yellowstone
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-05-25) Angulo Melendez, Mia Valentina; Florez Torres, Manuel Alberto; Sanabria Gómez, José David; Lora Clavijo, Fabio Duvan; Bernal Olaya, Rocío del Pilar
    Se ha creído generalmente que los enjambres sísmicos son provocados por deslizamientos sísmicos o la migración de fluidos a través de fallas preexistentes en la corteza terrestre. Sin embargo, los factores que controlan la evolución de los enjambres aún no se comprenden completamente. En este trabajo, se realizó una metodología de desagrupación sísmica en Yellowstone utilizando el algoritmo del vecino más cercano en un catálogo de sismicidad entre 2002 y 2021. La implementación de este algoritmo permitió identificar patrones de agrupación sísmica con el fin de extraer la sismicidad de tipo enjambre. Adicionalmente, se llevó a cabo un análisis estadístico enfocado en los episodios de migración espacial de los enjambres identificados. Los resultados muestran que alrededor del 41% de los eventos sísmicos del catálogo corresponden a enjambres sísmicos. Asimismo, no se logró determinar una migración preferencial en profundidad, lo que sugiere una posible migración de fluidos hidrotermales en direcciones laterales.
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    Soluciones exactas de agujeros negros en la teoria generalizada de proca
    (Universidad Industrial de Santander, 2019) Cubides Perez, Sergio Manuel; Rodriguez García, Yeinzon; Lora Clavijo, Fabio Duvan
    Con el fin de restringir la teor´ıa generalizada de Proca y de determinar su compatibilidad con las futuras observaciones en el ambito astrof ´ ´ısico, se estudiaron soluciones de agujeros negros en el marco de esta teor´ıa. Para ello, en primer lugar, se determinaron las ecuaciones de campo y de movimiento correspondientes a la accion´ generalizada de Proca para, posteriormente, obtener las ecuaciones de campo vectoriales y gravitacionales propias de agujeros negros estaticos y esf ´ ericamente sim ´ etricos. Finalmente se encontraron soluciones de las ecuaciones de ´ campo para diferentes tipos de acoplamientos dentro de esta teor´ıa las cuales, debido a las condiciones establecidas para las funciones metricas, difieren de las soluciones de Reissner-Nordstr ´ om y de Schwarzschild ¨ unicamente en las ´ funciones que describen al campo vectorial dependiendo del acomplamiento estudiado.
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    Analisis numerico del mecanismo de flujo emergente para la generacion de fenomenos en la atmosfera solar
    (Universidad Industrial de Santander, 2019) Jaimes Gonzalez, Lizeth Daniela; Lora Clavijo, Fabio Duvan
    Se cree que las regiones activas en la atm´osfera solar se originan a partir de tubos de flujo magn´etico que presentan un campo magn´etico con twist de aproximadamente 10 teslas, el cual es generado por un proceso de d´ınamo solar que opera en la tacoclina. Los tubos de flujo magn´etico se elevan a trav´es de la zona convectiva, por un mecanismo denominado flujo emergente, antes de llegar a la fotosfera para formar los fen´omenos solares observados. Por lo tanto, analizar este mecanismo permite avanzar en el estudio de la formaci´on de regiones activas como las manchas solares y en problemas abiertos como el calentamiento coronal. En el presente trabajo se hace un an´alisis param´etrico del mecanismo de flujo emergente, aplicado a un Sol en calma que se modela con un perfil de temperatura observacional, donde se considera una configuraci´on de campo magn´etico con twist que genera un tubo de flujo magn´etico, de modo que, al aplicarle una perturbaci´on en la presi´on, se eleva a trav´es de la zona convectiva del Sol y genera fen´omenos en la atm´osfera solar. Por consiguiente, para la realizaci´on del an´alisis se resuelven num´ericamente las ecuaciones de la magnetohidrodin´amica resistiva con el c´odigo MAGNUS, variando la resistividad y el twist fuera del tubo de flujo magn´etico. Lo anterior con el fin de comparar la densidad, el campo magn´etico, la temperatura y la energ´ıa magn´etica tanto en la zona convectiva como en la atm´osfera solar. De manera general se obtiene que el tubo de flujo magn´etico emerge y se expande a trav´es de la zona convectiva hasta llegar a la regi´on de transici´on. Dicha elevaci´on genera regiones activas bipolares en la atm´osfera solar, cuyo campo magn´etico es mayor y cuya temperatura menor que en el entorno, caracter´ısticas que se presentan en las manchas solares. Adem´as, la elevaci´on del tubo genera continuamente ondas magnetohidrodin´amicas con temperaturas m´as altas que la del entorno, las cuales calientan continuamente la corona solar. Cuando se tiene en cuenta la resistividad, la morfolog´ıa del sistema es similar pero se ralentiza, especialmente en la corona solar debido a que el tiempo de difusi´on en esta regi´on es de cientos de a˜nos, lo cual hace que el efecto de la resistividad en fen´omenos de corta duraci´on sea pr´acticamente despreciable. Por otra parte, al variar el twist fuera del tubo de flujo magn´etico, se obtiene una disminuci´on progresiva en la energ´ıa magn´etica, de modo que, cuando la estructura llega a la fotosfera solar es hasta ocho veces menor que sin variar el twist. Finalmente se encuentra que el m´aximo de la divergencia del campo magn´etico para cada simulaci´on se mantiene en el orden de 10−12[T/m] lo cual garantiza la ausencia de monopolos magn´eticos.
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    Aceptabilidad fisica de objetos compactos con ecuaciones de estado realistas
    (Universidad Industrial de Santander, 2019) Ramos Salamanca, David Leonardo; Nuñez de Villavicencio Martinez, Luis Alberto
    Los objetos compactos son estrellas tan densas que el uso de la relatividad general es necesario para describir su fenomenología. Debido a que a densidades muy altas la materia está compuesta mayormente de neutrones, estos objetos son conocidos generalmente como estrellas de neutrones. La materia que conforma estas estrellas no puede ser creada en laboratorios terrestres y constituyen por lo tanto un laboratorio astrofísico ideal para verificar teorías físicas de materia densa. Modelar el interior de las estrellas de neutrones ha requerido superar una gran cantidad de retos teóricos en física nuclear. Tanto así que encontrar la ecuación de estado que gobierna la materia en tales condiciones es aún uno de los problemas abiertos de la física. Las observaciones de estrellas de neutrones permiten restringir los modelos teóricos usados para obtener la ecuación de estado. Pero la falta de precisión en las mediciones no ha permitido identificar la teoría correcta, de modo que características fundamentales como la composición precisa de la materia al interior de las estrellas de neutrones sigue en debate. En este trabajo se propuso usar criterios de “aceptabilidad física” (consideraciones de consistencia física y estabilidad dinámica) para restringir los modelos de materia ultradensa existentes. En particular, se hizo énfasis en aplicar rigurosamente los criterios de estabilidad conocidos. Como resultado, se encontró que todos los modelos estelares encontrados con las ecuaciones de estado que se consideraron, no cumplen un simple criterio de estabilidad ante movimientos convectivos formulado recientemente por Hernández et al. (Hernández, Núñez, y Vásquez-Ramírez, 2018).