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Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) have demonstrated potential as active laser materials, showing good Amplified Stimulated Emission (ASE) properties. However, the molecular origin of their ASE properties is still unclear and depends on the particular compound. In this work we study the ASE properties of polystyrene films hosting three different perylene-based PAHs YZ-1, YZ-2 and YZ-3, where only YZ-3 has displayed ASE. Their molecular structure has been systematically changed to establish the connection between their molecular structure and their ASE properties. A complete spectroscopic study, with ground state and time-resolved techniques, show that, even at low yields, triplets play a critical role as a major loss mechanism. Their slow relaxation to ground state completely hinders the required unbalance of the S1 and S0 states for succesful ASE. Quantum chemical calculations suggest that a lower triplet density of states for YZ-3 is responsible for the blockage in triplet formation and, therefore, does not restrict ASE. This work not only presents a new PAH showing ASE, but also unequivocable proves the massive importance of triplet states in the development of organic lasers.

HESS J1832−093 is a member of the rare class of gamma-ray binaries, as recently confirmed by the detection of orbitally modulated X-ray and gamma-ray emission with a period of ∼86 d. The spectral type of the massive companion star has been difficult to retrieve as there is no optical counterpart, but the system is coincident with a near-infrared source. Previous results have shown that the infrared counterpart is consistent with an O or B-type star, but a clear classification is still lacking. We observed the counterpart twice, in 2019 and 2021, with the X-Shooter spectrograph operating on the Very Large Telescope (VLT). The obtained spectra classify the counterpart as an O6 V-type star. We estimate a distance to the source of 6.7 ± 0.5 kpc, although this estimate can be severely affected by the high extinction towards the source. This new O6 V classification for the companion star in HESS J1832−093 provides further support to an apparent grouping around a given spectral type for all discovered gamma-ray binaries that contain an O-type star. This may be due to the interplay between the initial mass function and the wind momentum–luminosity relation.

The present paper introduces a new risk-informed based tool that can support disaster management authorities in making decisions in response to earthquakes at local and regional scales by using estimated physical and socio-economic losses. The risk-informed based tool is building upon existing risk assessment methods, and multi-criteria decision-making (MCDM) methodology. The integrated risk assessment methods are adapted from the earthquake loss estimation tool SELENA. The integrated MCDM methodology, allowing selection of optimal mitigation measures by taking into account the priorities and preferences of disaster management authorities, was developed within the EU Horizon 2020 TURNkey project [1]. The new tool presented in this study also allows easy integration and incorporation of existing database and models that can be openly available. The tool is characterized with user-friendly interface and flexible format of the input and output data, that can be easily understood by different actors in disaster risk management.

Blida (Algeria) is characterized by a high level of seismic exposure and vulnerability due to its dense population and the presence of aging buildings. The historical earthquake that occurred in 1825, with a moment magnitude (Mw7.1), underscored the urgent need for a thorough assessment of seismic risk in the area. Here, an extensive study conducted in downtown of the city of Blida to evaluate seismic risk and its consequences is presented. Geounits 141 and 148 emerged as the most severely affected in all the simulated earthquake scenarios indicating severe damage and casualties mainly for closest earthquakes (Blida and Bounaian, both with moment magnitude Mw7.1) but also for furthest earthquakes as Mouzaia El Affroun (Mw6.6), and Hammam Melouane (Mw.5). The sensitivity analysis demonstrated the importance of the selection of the performance point computation method (improved displacement coefficient method -IDCM, modified capacity spectrum-MADRS, and nonlinear analysis method-N2) and the choice of the ground motion prediction equation. IDCM results are less influenced by the choice of the GMPE, but they provide higher damage results expressed as a mean damage ratio. Moreover, the study estimated potential human impacts in the Blida region, highlighting varying levels of impact on different geounits under different earthquake scenarios. The study's primary findings from seismic risk assessments in the studied region highlight its high susceptibility to earthquakes and can be summarized as follows: The mean damage ratio will be 52.6% ± 1.4%, 50.9% ± 1.6%; 31.8% ± 3.4% and 21.4% ± 3.1% for the Blida, Bounaian, Mouzaia El Affroun and Hammam Melouane earthquakes respectively.

The widespread use of the noninteracting ground state as the initial state for the digital quantum simulation of the Fermi-Hubbard model is largely due to the scarcity of alternative easy-to-prepare approximations to the exact ground state in the literature. Exploiting the fact that the spin- 1/2 Heisenberg model is the effective low-energy theory of the Fermi-Hubbard model at half-filling in the strongly interacting limit, here we propose a three-step deterministic quantum routine to prepare an educated guess of the ground state of the Fermi-Hubbard model through a shallow circuit suitable for near-term quantum hardware. First, the ground state of the Heisenberg model is initialized via a hybrid variational method using an ansatz that explores only the correct symmetry subspace. Second, a general method is devised to convert a multi-spin- 1/2 wave function into its fermionic version. Third, taking inspiration from the Baeriswyl ansatz, a constant-depth single-parameter layer that adds doubloon-holon pairs is applied to this fermionic state. Numerical simulations on chains and ladders with up to 12 sites confirm the improvement over the noninteracting ground state of the overlap with the exact ground state for the intermediate values of the interaction strength at which quantum simulation is found to be most relevant. More broadly, the general scheme to convert a multi-spin- 1/2 state into a half-filled fermionic state may bridge the gap between quantum spin models and lattice models of correlated fermions in the realm of digital quantum simulation.

Context. With a mass exceeding several 104 M⊙ and a rich and dense population of massive stars, supermassive young star clusters represent the most massive star-forming environment that is dominated by the feedback from massive stars and gravitational interactions among stars. Aims. In this paper we present the Extended Westerlund 1 and 2 Open Clusters Survey (EWOCS) project, which aims to investigate the influence of the starburst environment on the formation of stars and planets, and on the evolution of both low and high mass stars. The primary targets of this project are Westerlund 1 and 2, the closest supermassive star clusters to the Sun. Methods. The project is based primarily on recent observations conducted with the Chandra and JWST observatories. Specifically, the Chandra survey of Westerlund 1 consists of 36 new ACIS-I observations, nearly co-pointed, for a total exposure time of 1 Msec. Additionally, we included 8 archival Chandra/ACIS-S observations. This paper presents the resulting catalog of X-ray sources within and around Westerlund 1. Sources were detected by combining various existing methods, and photon extraction and source validation were carried out using the ACIS-Extract software. Results. The EWOCS X-ray catalog comprises 5963 validated sources out of the 9420 initially provided to ACIS-Extract, reaching a photon flux threshold of approximately 2 × 10−8 photons cm−2 s−1. The X-ray sources exhibit a highly concentrated spatial distribution, with 1075 sources located within the central 1 arcmin. We have successfully detected X-ray emissions from 126 out of the 166 known massive stars of the cluster, and we have collected over 71 000 photons from the magnetar CXO J164710.20-455217.

Motivated by recent experimental breakthroughs, we propose a strategy for designing two-dimensional spin–lattices with competing interactions that lead to nontrivial emergent quantum states. We consider S = 1/2 nanographenes with C3 symmetry as building blocks, and we leverage the potential to control both the sign and the strength of exchange with first neighbors to build a family of spin models. Specifically, we consider the case of a Heisenberg model in a triangle-decorated honeycomb lattice with competing ferromagnetic and antiferromagnetic interactions whose ratio can be varied in a wide range. On the basis of the exact diagonalization of both Fermionic and spin models, we predict a quantum phase transition between a valence bond crystal of spin singlets with triplon excitations living in a Kagomé lattice and a Néel phase of effective S = 3/2 in the limit of dominant ferromagnetic interactions.

Ordinary metals contain electron liquids within well-defined ‘Fermi’ surfaces at which the electrons behave as if they were non-interacting. In the absence of transitions to entirely new phases such as insulators or superconductors, interactions between electrons induce scattering that is quadratic in the deviation of the binding energy from the Fermi level. A long-standing puzzle is that certain materials do not fit this ‘Fermi liquid’ description. A common feature is strong interactions between electrons relative to their kinetic energies. One route to this regime is special lattices to reduce the electron kinetic energies. Twisted bilayer graphene is an example, and trihexagonal tiling lattices (triangular ‘kagome’), with all corner sites removed on a 2 × 2 superlattice, can also host narrow electron bands for which interaction effects would be enhanced. Here we describe spectroscopy revealing non-Fermi-liquid behaviour for the ferromagnetic kagome metal Fe3Sn2 (ref. 6). We discover three C3-symmetric electron pockets at the Brillouin zone centre, two of which are expected from density functional theory. The third and most sharply defined band emerges at low temperatures and binding energies by means of fractionalization of one of the other two, most likely on the account of enhanced electron–electron interactions owing to a flat band predicted to lie just above the Fermi level. Our discovery opens the topic of how such many-body physics involving flat bands could differ depending on whether they arise from lattice geometry or from strongly localized atomic orbitals.

Este Trabajo de Fin de Grado se centra en el análisis de todos los eslabones de la cadena de valor del hidrógeno, desde su producción hasta su aplicación directa, pasando por los diferentes sistemas de almacenamiento y los tipos de transporte asociados. Inicialmente se exploran las diferentes fuentes de producción de hidrógeno posibles, destacando el proceso de electrólisis, técnica con cero emisiones asociadas. Se estudian en este apartado las posibilidades de integrar los sistemas de producción de hidrógeno con fuentes de energía renovable, de forma que el hidrógeno se constituya como una fuente energética completamente limpia y sostenible a nivel medioambiental, en forma de hidrógeno verde. Se resalta la importancia de esta unión para la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, destacando el potencial medioambiental del hidrógeno. Posteriormente se detallan los métodos de almacenamiento y transporte más relevantes a día de hoy y sus principales limitaciones, así como los avances potenciales a futuro. Estos dos eslabones de la cadena de valor son críticos, ya que requieren condiciones especiales debido a las propiedades físicas del hidrógeno. Con el análisis de ambos procesos se reafirma, en cualquiera de sus estados de agregación, la definición de vector energético para el hidrógeno. Más adelante se estudia en detalle el proceso de electrólisis inversa, mecanismo a través del cual se obtiene la energía del hidrógeno para uso en aplicaciones, mediante su transformación en corriente eléctrica. En este apartado se examina de forma técnica el funcionamiento de una pila de combustible, atendiendo a sus bases física y química, para después analizar sus distintos tipos y sus casos de uso específicos. El trabajo termina con la exposición de las limitaciones económicas y técnicas para la implementación de tecnologías de hidrógeno en el mercado actual. Se examinan en este apartado las posibilidades de las empresas tecnológicas emergentes para conseguir financ

Graphene-like molecules with multiple zigzag edges are emerging as promising gain materials for organic lasers. Their emission wavelengths can vary widely, ranging from visible to near-infrared (NIR), as molecular size increases. Specifically, rhombus-shaped molecular graphenes with two pairs of parallel zigzag edges, known as [n]rhombenes, are excellent candidates for NIR lasers due to their small energy gaps. However, synthesizing large-size rhombenes with emission beyond 800 nm in solution remains a significant challenge. In this study, we present a straightforward synthesis of an aryl-substituted [4]rhombene derivative, [4]RB-Ar, using a method that combines intramolecular radical-radical coupling with Bi(OTf)3-mediated cyclization of vinyl ethers. The structure of [4]RB-Ar was confirmed through X-ray crystallographic analysis. Bond length analysis and theoretical calculations indicate that aromatic sextets are predominantly localized along the molecule's long axis. Significantly, [4]RB-Ar demonstrates narrow amplified spontaneous emission at around 834 nm when dispersed in polystyrene thin films. Moreover, solution-processed distributed feedback lasers employing [4]RB-Ar as the active gain material display tunable narrow emissions in the range of 830 to 844 nm.

En este trabajo, se pretende ilustrar en qué consiste el formalismo 3+1 y cómo aplicarlo a las ecuaciones de campo de Einstein. En un primer capítulo, hablaremos sobre las características del espacio-tiempo como variedad diferenciable y sobre el papel del tensor métrico en este espacio, dando lugar a las variedades semi-Riemannianas. Además, introduciremos los conceptos previos al cálculo tensorial haciendo énfasis en el concepto de derivada de Lie, pues es lo que nos permitirá calcular una evolución en el tiempo de herramientas matemáticas como la métrica y la curvatura. A continuación, mostraremos cómo se puede construir una hipersuperficie embebida en una variedad y analizaremos qué propiedades hereda de la misma y de qué manera lo hace; también se darán algunos resultados importantes de la geometría diferencial de variedades que resultarán clave para el desarrollo de las ecuaciones de Einstein en este formalismo. Luego, trataremos de evolucionar estas propiedades en el tiempo e introducir así el concepto de foliación. Y, por último, terminaremos proyectando las ecuaciones de campo de Einstein en su parte espacial y temporal en base a una foliación previa dando paso al formalismo 3+1 y daremos una expresión final que pueda ser implementada numéricamente. Al final, se presenta un ejemplo práctico de cómo aplicar todo el desarrollo teórico en una foliación hiperbólica del espacio-tiempo de Minkowski.

Strain is a powerful tool for tuning the properties of two-dimensional materials. Here, we investigated the effects of large, uniform biaxial compressive strain on the superconducting phase transition of multilayered 2H-NbSe2 flakes. We observed a consistent decrease in the critical temperature of NbSe2 flakes induced by the large thermal compression of a polymeric substrate (>1.2%) at cryogenic temperatures. For thin flakes (∼10 nm thick), a strong modulation of the critical temperature up to 1.5 K is observed, which monotonically decreases with increasing flake thickness. The effects of biaxial compressive strain remain significant even for relatively thick samples up to 80 nm thick, indicating efficient transfer of strain not only from the substrate to the flakes but also across several van der Waals layers. This work demonstrates that compressive strain induced from substrate thermal deformation can effectively tune phase transitions at low temperatures in 2D materials.

A lo largo de este trabajo, se explorará la aplicación de diferentes técnicas de aprendizaje automático sobre datos estelares. Se utilizarán como herramientas principales Aladin, para la extracción de los datos, y Python, para su posterior limpieza, manipulación y visualización de resultados haciendo uso de librerías como Numpy, Pandas y Seaborn. Para el desarrollo de los algoritmos, se hará uso de la librería Scikit-Learn. Inicialmente se planteará un modelo para detectar la población candidata a pertenecer a un cúmulo estelar a partir de los datos de Gaia y algoritmos de clustering no supervisados como Kmeans. Posteriormente, se desarrollará exitosamente un modelo de aprendizaje automático para realizar una búsqueda por edad usando la fotometría de Gaia y mediante cortes de paralaje y movimientos propios encontrar poblaciones de estrellas viejas candidatas a pertenecer a los cúmulos estudiados. Se han encontrado 137 candidatos para Messier 67, 402 para NGC 2477 y 261 para NGC 1817, todos ellos cúmulos con una edad superior a los 500 millones de años. Para cúmulos jóvenes como Valparaíso 1 y NGC 3766, el modelo no ha encontrado ningún candidato viejo, como era esperado.

Las estrellas son cuerpos esféricos masivos cuya estabilidad surge del equilibrio entre la fuerza gravitacional debida a su masa, atractiva hacia el centro, y la presión. La gran mayoría de las estrellas mantienen este equilibrio durante gran parte de sus vidas, convirtiendo hidrógeno en helio y, posteriormente, elementos más pesados a través de procesos de fusión nuclear. Este camino evolutivo define el ciclo de vida de la estrella y moldea su estructura hasta el punto de colapso, en el momento que se rompe el equilibrio entre presión y fuerza gravitatoria. En este estudio, caracterizaremos la evolución estructural de estrellas en diferentes etapas mediante simulaciones numéricas basadas en el algoritmo de Henyey (1959). Para la elaboración de este algoritmo se emplearán los lenguajes de programación Python y Julia, así como técnicas de resolución de ecuaciones diferenciales de manera iterativa.

Desde que se postuló la existencia del axión en la década de 1970, se han puesto en marcha innumerables esfuerzos por obtener evidencias experimentales del mismo. Dicho interés viene motivado en gran parte por la extendida creencia de que el axión podría ser el constituyente principal de la materia oscura, ya que, de existir, se prevé que las propiedades de estas partículas deberían estar en consonancia con las observaciones astronómicas. Aunque el candidato mejor motivado es el axión de QCD, existen muchas otras nuevas partículas pseudoescalares derivadas de una gran variedad de extensiones del Modelo Estándar (ALPs) a considerar. Tan amplio catálogo de partículas hace que el espacio de parámetros a explorar abarque un gran número de órdenes de magnitud, lo que imposibilita que un único experimento pueda sondearlo por completo. Por esta razón, se han venido desarrollando numerosas técnicas experimentales y mecanismos de búsqueda enfocadas en diferentes regiones del espacio de parámetros con la esperanza de que el axión pueda llegar a ser detectado en las próximas décadas. En particular, en los últimos años se está depositando mucha confianza en las estrellas de neutrones, puesto que sus condiciones extremas podrían convertirlas en excelentes laboratorios lejanos de axiones. En este trabajo se da una visión general del paradigma actual del axión, repasando tanto las propiedades del axión de QCD como de las ALPs y haciendo especial hincapié en acoplamiento axión-fotón por su relevancia en las labores de detección. El objetivo final es el de simular los posibles efectos apreciables de los axiones presentes en las estrellas de neutrones por medio de la resolución numérica de las ecuaciones de movimiento para dos escenarios diferentes. De este modo, se pretende observar tanto la influencia del axión en la evolución estelar como la posibilidad de producir axiones en este tipo de ambientes.

En este trabajo se estudiará el teorema de Penrose. Primero, presentando conceptos clave de relatividad general. Tras esto, se introducirá el conocimiento que se tenía antes sobre la aparición de singularidades (con el modelo de Snyder y Oppenheimer sobre un colapso estelar con simetría esférica y sin tomar en cuenta la presión) y se explicará la ecuación de Raychaudhuri. Con esto presentado, se estudiará el teorema de Penrose (llegando a la conclusión de que todas las geodésicas que puede seguir un rayo de luz no pueden ser completas). Por último, se analizarán las consecuencias de este teorema en relatividad general, en particular sobre como sentó las bases para la formulación de futuros teoremas de singularidad.

En este trabajo desarrollamos el formalismo y la teoría necesarios para dar una demostración de los teoremas de Gödel. En primer lugar, expondremos el concepto de lenguaje formal y las nociones de modelo y estructura. Seguidamente, enunciaremos las reglas de deducción de los lenguajes de primer orden y daremos una definición de teoría formal y de la consistencia y completitud de las mismas. A continuación, formalizaremos las ideas de decibilidad y computabilidad mediante funciones recursivas parciales. Por último, mostraremos una subteoría aritmética con propiedades que permiten representar proposiciones metamatemáticas dentro de la misma, la aritmética de Robinson, y el teorema del punto fijo, lo que nos permitirá demostrar los teoremas de Gödel, a saber, las extensiones de la aritmética de Robinson son inconsistentes o incompletas y, de ser consistentes, no sería posible probar su consistencia.

Lo que hoy en día conocemos como agujeros negros fueron considerados durante años como meros artefactos matemáticos de la Relatividad General. En la actualidad existen varios objetos catalogados como posibles agujeros negros y tenemos indicios de que se forman como resultado del colapso de estrellas masivas. En este trabajo estudiamos el colapso estelar, principalmente desde el punto de vista de la Relatividad General. Para ello derivamos las ecuaciones hidrodinámicas del colapso adiabático en simetría esférica e introducimos como solución analítica de las mismas el modelo de Oppenheimer-Snyder, que trata la estrella como una nube homogénea de partículas de polvo. De este modelo se pueden deducir algunas de las características claves del colapso que después son confirmadas al compararlas con soluciones numéricas más complejas y realistas de las ecuaciones hidrodinámicas. El código empleado para obtener estas soluciones se utiliza también para comprobar que, debido a los efectos de la ecuación de estado a altas densidades, es posible que se produzca un rebote capaz de detener el colapso. Se cree que este es el origen de las estrellas de neutrones. Además, se intenta demostrar que los distintos efectos que rompen la simetría esférica de la estrella, como su rotación o su campo electromagnético, no afectan significativamente el resultado final del colapso. Esto se realiza, para la región exterior a la estrella, considerando las fuentes de asimetría como perturbaciones y, en el interior de la estrella, mediante la aplicación de teoremas que garantizan la formación de la singularidad.

A method to fabricate gold nanoparticles in gelatin films and pattern them into gratings with periods down to 200 nm is reported. The procedure, based on holographic lithography, dry etching and temperature annealing, enables tuning the size and particle distribution. These materials offer potential for wearable and bio-compatible plasmonic-based applications.

En este estudio, nos hemos enfocado en encontrar la población oscurecida de estrellas tipo OB en la región de Cygnus-X, conocida por su intensa formación estelar. Para realizar un análisis de esta región, hemos utilizado datos fotométricos y astrométricos de múltiples fuentes, incluyendo Gaia, 2MASS y Spitzer. Comenzamos realizando una selección de datos ajustando los catálogos a nuestra región de estudio y asegurándonos con límites de cubrir las estrellas ópticamente más débiles. A continuación, utilizamos los datos de Gaia y 2MASS para realizar un diagrama color-magnitud junto con vectores de enrojecimiento calculados mediante el método propuesto por Comerón et al., 2002, lo que permitió realizar una primera clasificación espectral aproximada. Seguidamente, realizamos un diagrama color-color que nos permitió identificar estrellas tipo OB dentro de una región habitual para este tipo estelar. Para asegurar que no se omitieran posibles estrellas OB debido a variaciones en el enrojecimiento y errores fotométricos, extendimos esta región, abarcando así una muestra adicional de candidatas. Esta selección nos permitió identificar 108 candidatas estrictas de tipo O y 19 adicionales, sumando un total de 127 estrellas candidatas de tipo O, así como 195 candidatas estrictas de tipo B temprano, junto con 45 catalogadas como candidatas adicionales, lo que hace un total de 203 candidatas de tipo B temprano. Además, ampliamos la búsqueda de estrellas masivas adicionales, incluyendo estrellas Wolf-Rayet, utilizando de nuevo diagramas color-color y color-magnitud con datos de 2MASS y Spitzer. Estos diagramas, basados en el método de Mauerhan et al., 2011 nos permitieron realizar una nueva selección con 1402 estrellas candidatas. Únicamente se encontraron 18 estrellas comunes a ambos métodos, donde se lograron identificar 2 estrellas de tipo O, 2 estrellas de tipo B temprano y 14 estrellas de tipo espectral intermedio entre tipo OB y Wolf-Rayet.

El láser conforma un tema de estudio recurrente en el ámbito de la óptica-electrónica debido a su alta aplicabilidad a una gran variedad de entornos profesionales. Por ello, el interés en conseguir que este tipo de dispositivos sea lo más eficiente y versátil posible ha llevado a grandes avances en el área. No obstante, sigue siendo necesaria la profundización en aspectos tales como la fotoestabilidad de los colorantes y materiales activos de carácter orgánico que los componen, con el fin de que sean viables a nivel comercial. En este trabajo se ha llevado a cabo el estudio exhaustivo de la degradación del colorante perileno naranja (PDI-O) disperso en láminas delgadas de poliestireno (PS) mediante un nuevo método ultrasensible que permite caracterizar dicho fenómeno con gran precisión. Para llevar a cabo dicho estudio, se han fabricado numerosos dispositivos conocidos como láseres de retroalimentación distribuida (DFB). Los láseres DFB suponen una gran ventaja a la hora de estudiar este tipo de fenómenos ópticos gracias a su capacidad sensora y alta sensibilidad. El hecho de que el PDI-O es un material orgánico muy estable es ampliamente conocido. La manera habitual de estudiar la fotodegradación de este tipo de dispositivos consiste en analizar decaimiento de la intensidad láser en función del tiempo, haciendo incidir el bombeo sobre un punto fijo de la muestra. En este trabajo se ha demostrado que la fotodegradación también implica un desplazamiento del pico de emisión, siendo este fenómeno extremadamente sensible. Por otro lado, se ha dispuesto de este colorante y el propio dispositivo en distintas circunstancias de composición y fabricación con el objetivo de identificar los parámetros más influyentes en la emisión láser. El análisis de resultados ha revelado que tal aspecto parece ser la concentración del colorante en la matriz de PS, suponiendo un menor porcentaje una menor degradación y con ello una mayor fotoestabilidad. Como estudio complementario, se ha a

El creciente auge de las redes neuronales en una amplia gama de ámbitos ha dado lugar al uso de estas en el campo de las resoluciones numéricas de problemas físicos. Este trabajo se centra concretamente en las PINN’s (Physics-Informed Neural Networks), las cuales no son entrenadas con una gran cantidad de datos, como es común en otros tipos de redes neuronales, sino que se emplea el concepto de diferenciación automática (intrínseco en una red neuronal) para minimizar una función pérdida. Es en esta función pérdida en la que se incluyen las ecuaciones diferenciales propias del problema físico estudiado. En ella también se pueden incluir otras características esenciales del sistema como pueden ser las condiciones iniciales o las condiciones de contorno del dominio estudiado, pero no es necesario para que la red neuronal se considere una PINN. En este trabajo se estudian las ventajas e inconvenientes de esta nueva y prometedora metodología como alternativa a los métodos numéricos clásicos. Para ello, se ha realizado un estudio sistemático de los efectos de varios parámetros e hiperparámetros en la precisión de las soluciones obtenidas y en la eficiencia del código, principalmente para el problema físico de advección. Para ello se han desarrollado programas en lenguaje Julia en alguno de sus marcos habituales (Flux, Lux, Zygote).

Los sistemas binarios en rayos X de gran masa, o HMXB por sus siglas en inglés, son objetos astrofísicos de gran interés, puesto que nos pueden ayudar a comprender muchos procesos que ocurren en las estrellas masivas y los objetos compactos. En este trabajo se dará una introducción teórica a este tipo de sistemas, explicando en primer lugar qué son las estrellas supergigantes y sus etapas evolutivas. Después se hablará sobre las estrellas de neutrones, ya que en los sistemas a estudiar el objeto compacto será una estrella de neutrones. Seguiremos con la introducción hablando en detalle de los HMXB, tanto de su formación como de los tipos de sistemas que existen y de los mecanismos de interacción entre los dos cuerpos. Así como las consecuencias que puede tener esta interacción, como peculiaridades en las abundancias químicas o rotaciones anormalmente rápidas. En este trabajo se estudiarán 4 HMXB: IGR J17544−2619, AX J18450−0433, XTE J1855−026 y V662 Cas. Emplearemos principalmente los espectros de las contrapartidas ópticas de estos sistemas, obtenidos en el GTC usando el instrumento MEGARA, los cuales hemos reducido y limpiado para el posterior análisis, aunque también se emplearán datos bibliográficos para corroborar que nuestros resultados sean coherentes y completar la información que tengamos de estos, sobre todo de su fotometría. Después se analizarán los espectros con Astro+, que es una base de datos de estrellas masivas que cuenta con herramientas de análisis espectroscópico automáticas y nos dará los parámetros estelares fundamentales como Teff , log g y v sin i. Pero antes explicaremos cómo utilizar la herramienta, así como el proceso automático que realiza para analizar los espectros, desde que se suben a la base de datos hasta que obtenemos los parámetros de las estrellas, donde comprobaremos que los resultados sean coherentes con las características de estos objetos. Continuaremos realizando los diagramas HR, con la fotometría obtenida de estudios previ

In this work we characterize all the static and spherically symmetric vacuum solutions in f(R) gravity when the principal null directions of the Weyl tensor are non-expanding. In contrast to General Relativity, we show that the Nariai spacetime is not the only solution of this type when general f(R) theories are considered. In particular, we find four different solutions for the non-constant Ricci scalar case, all of them corresponding to the same theory, given by f(R)=r−10∣∣R−3/r20∣∣1/2, where r0 is a non-null constant. Finally, we briefly present some geometric properties of these solutions.

Este trabajo consiste en la modelización de la propagación de luz visible en diversos tipos de guías de onda ópticas. El objetivo fundamental es aprender a utilizar el programa de software COMSOL Multiphysics, basado en el método de los elementos finitos, que es un programa muy potente que permite resolver las ecuaciones de Maxwell en sistemas de diferente complejidad. En primer lugar, se utilizará un programa de simulación de acceso abierto que permite simular sistemas multicapa homogéneos, tales como guías de onda planares, y cuyos resultados pueden compararse con soluciones analíticas. A continuación, se utilizará el programa COMSOL Multiphysics, en primer lugar, para reproducir los resultados de estructuras sencillas obtenidos anteriormente; y en segundo lugar, y en la medida de lo posible, para abordar sistemas más complejos, tales como los consistentes en guías de onda con una capa superior que tiene una modulación periódica de su espesor (una red de difracción de relieve). Este tipo de estructura es la que tienen los láseres con realimentación distribuida, que son utilizados en una gran diversidad de aplicaciones. Siguiendo este proceso, se han estudiado diferentes sistemas de guías de onda, variando diversos parámetros (espesores, índices de refracción y longitud de onda) para, de esta forma, estudiar los parámetros necesarios para una propagación óptima de la luz en una guía de ondas. Para contrastar la información, se han comparado los resultados de los dos softwares verificando su similitud y confirmando el correcto uso de ambos programas.

In this review, the concepts of quantum tunneling and parity violation are introduced in the context of chiral molecules. A particle moving in a double well potential provides a good model to study the behavior of chiral molecules, where the left well and right well represent the L and R enantiomers, respectively. If the model considers the quantum behavior of matter, the concept of quantum tunneling emerges, giving place to stereomutation dynamics between left- and right-handed chiral molecules. Parity-violating interactions, like the electroweak one, can be also considered, making possible the existence of an energy difference between the L and R enantiomers, the so-called parity-violating energy difference (PVED). Here we provide a brief account of some theoretical methods usually employed to calculate this PVED, also commenting on relevant experiments devoted to experimentally detect the aforementioned PVED in chiral molecules. Finally, we comment on some ways of solving the so-called Hund’s paradox, with emphasis on mean-field theory and decoherence.

En este trabajo se han estudiado propiedades mecánicas de nanohilos cilíndricos de aluminio mediante simulaciones de dinámica molecular. Para lograr esto, se han llevado a cabo numerosas simulaciones en las cuales se aplica un esfuerzo de tracción sobre uno de los extremos del nanohilo para así poder observar cómo se producía su deformación y posterior rotura. Además, se han variado parámetros como la longitud inicial, radio, temperatura a la que se encuentra el nanohilo y velocidad a la que se realiza la tracción. Para describir la interacción entre los átomos de nuestros nanohilos hemos utilizado un potencial interatómico de tipo EAM (Embedded-Atom Model), el cual describe la energía potencial de interacción entre los átomos como la función de una suma de funciones de separación entre un átomo y sus vecinos. En nuestro estudio, el potencial que hemos utilizado para nuestras simulaciones es el que desarrolló Y. Mishin et al. en 1999. El código de dinámica molecular usado para realizar las simulaciones ha sido LAMMPS, a la hora de generar y visualizar las películas 3D se ha utilizado el programa OVITO, y las gráficas se han obtenido mediante OriginPro 8. En este estudio, nos hemos centrado en graficar la curva tensión-deformación de los nanohilos con los datos de nuestras simulaciones, para obtener información sobre el módulo de Young del nanohilo así como del valor de la tensión máxima que alcanzan, y tratar de estudiar posibles dependencias con los parámetros que hemos ido variando en las simulaciones. Tras analizar los resultados obtenidos, no hemos observado dependencias entre la velocidad de tracción, en el rango de velocidades simuladas, y el valor del módulo de Young ó el de la tensión máxima. De igual manera, tampoco hemos observado dependencia alguna al variar longitud inicial de los nanohilos para el rango de valores simulado. Sin embargo, en nuestros resultados apreciamos dependencias entre las propiedades elásticas que estamos analizando y el radio del n

Estudiaremos el teorema de Noether mediante el formalismo lagrangiano en sistemas de partículas y en teorías clásicas de campos. Seguidamente, lo aplicaremos al estudio de las simetrías en el electromagnetismo. En particular, expondremos una densidad lagrangiana para el electromagnetismo distinta de la habitual que nos permitirá establecer una conexión clara entre simetrías del sistema y simetrías sobre las ecuaciones de Maxwell. A continuación, presentaremos una transformación, llamada transformación de dualidad, que llevará a la conservación de la helicidad óptica. Seguidamente, mostraremos el enlace que supone esta cantidad entre la descripción clásica y cuántica de la luz, pues mide el entrelazamiento de las líneas de campo electromagnético y es el límite clásico de la diferencia de fotones polarizados a derechas y a izquierdas. Por último, observaremos una familia infinita de transformaciones que llevan a cantidades conservadas que se interpretan como extensiones a mayor orden de la helicidad.

En este trabajo se han estudiado las propiedades mecánicas de nanotubos de carbono (CNTs) por medio de simulaciones de dinámica molecular. Para ello se ha utilizado el software LAMMPS y el potencial AIREBO para describir la interacción entre los átomos. En dichas simulaciones se procede a estirar los CNTs y se generan las curvas esfuerzo-deformación, de las cuales se obtiene el módulo de Young y la tensión máxima. Se ha estudiado la dependencia de estos parámetros con el diámetro de los nanotubos, la longitud del CNT, la velocidad de estiramiento, la temperatura y la presencia de defectos. Se ha observado que el módulo de Young aumenta a mayor diámetro y a mayor longitud del CNT, que la velocidad de estiramiento no afecta a la curva de esfuerzo-deformación y que la presencia de defectos puede alterar significativamente el módulo de Young. Además observamos que se reduce el módulo de Young con dependencia logarítmica con la temperatura. Se ha encontrado valores del módulo de Young entre 800 y 1000 GPa consistentes con investigaciones anteriores que reportan un valor medio de entre 1 y 1.3 TPa. Estos resultados proporcionan una comprensión de las propiedades elásticas de los nanotubos de carbono y su respuesta a diferentes condiciones externas, lo que puede ser útil para el diseño y la aplicación de estos materiales en diversas áreas de la nanotecnología y la ciencia de materiales.

La teoría de la relatividad de Einstein ha tenido éxito al demostrar que la fuerza gravitatoria surge debido a la curvatura del espacio-tiempo. De manera similar, la teoría cuántica de campos en el espacio-tiempo de Minkowski describe el comportamiento de partículas elementales en una amplia gama de energías, asociándole a cada partícula elemental un campo. Sin embargo, la dificultad de conciliar ambas teorías sigue siendo considerable. El objetivo principal del estudio de la teoría cuántica de campos en espacios curvos es analizar el comportamiento de las partículas cuánticas en un campo gravitatorio clásico, como lo describe la relatividad general, donde ambas teorías coexisten. Uno de los logros más notables de esta teoría es su capacidad para describir de manera coherente los agujeros negros y el Efecto Hawking. El trabajo consistirá en comprender teóricamente la teoría cuántica de campos en espacios curvos y describir el Efecto Hawking.

En el contexto de la búsqueda de soluciones para la obtención de energía limpia y sostenible, los reactores de fusión nuclear se presentan como una prometedora fuente de energía. En estos dispositivos, el tungsteno se utiliza ampliamente como material de la primera pared debido a sus propiedades excepcionales. Sin embargo, la exposición a radiación en un entorno de fusión plantea desafíos significativos, ya que el tungsteno puede experimentar acumulación de daño que da lugar a cambios en sus propiedades macroscópicas, en particular, en sus propiedades mecánicas. Este trabajo de fin de grado se enfoca en el estudio de los defectos puntuales producidos en este material por la irradiación, y en su comportamiento con la temperatura. Se analizará cómo se obtienen parámetros como la migración de estos defectos a partir de experimentos y simulaciones y se realizarán simulaciones de Monte Carlo de la evolución de estos defectos con la temperatura.

The optical and mechanical properties of 2D semiconductors make them excellent candidates for the active components of plastic optoelectronic devices. Here, the integration of single-layer WSe2 (1L-WSe2) into a polystyrene (PS) film containing dispersed perylene orange (PDI-O) molecules is investigated. The findings reveal a notable enhancement in the light emission of 1L-WSe2, which occurs exclusively upon PDI-O excitation and scales with the concentration of molecules in the PS film. Moreover, the increase in 1L-WSe2 photoluminescence coincides with a quenching of the PDI-O light emission intensity and a decrease in its lifetime. These results point to efficient long-range interactions, such as Förster energy transfer, between PDI-O (acting as the donor) and 1L-WSe2 (acting as the acceptor), as the mechanism responsible for the enhanced light emission in the latter. These findings are of great interest for the development of flexible optoelectronic devices integrating active 2D materials; the polymeric matrix plays a dual role, serving as both physical support and host for organic dopants that can optimize the light emission properties of the active 2D material.

Two-dimensional magnetic materials are at the forefront of the next generation of spintronic devices. The possibility to interface them with other van der Waals materials such as transition metal dichalcogenides has opened new possibilities for the observation of new and existing physical phenomena. Here, we present a proof-of-concept valleytronic device based on CrBr3-encapsulated WSe2 showing an unprecedented valley splitting of ∼100meV under the compressive strain of the WSe2, able to be tuned by the relative magnetization of the encapsulating layers. Multiscale transport simulations performed on this device show a spin-valley current with a polarization higher than 80% than is maintained in a range of ∼0.3V gate voltage in a field-effect transistor configuration. The impact of the stacking configuration on the valley splitting is also evaluated.

Compact objects such as neutron stars and white dwarfs can source axionlike particles and QCD axions due to CP-violating axion-fermion couplings. The magnitude of the axion field depends on the stellar density and on the strength of the axion-fermion couplings. We show that even CP-violating couplings one order of magnitude smaller than existing constraints source extended axion field configurations. For axionlike particles, the axion energy is comparable to the magnetic energy in neutron stars with inferred magnetic fields of the order of 1013 G and exceeds by more than one order of magnitude the magnetic energy content of white dwarfs with inferred fields of the order of 104 G. On the other hand, the energy stored in the QCD axion field is orders of magnitude lower due to the smallness of the predicted CP-violating couplings. It is shown that the sourced axion field can polarize the photons emitted from the stellar surface, and stimulate the production of photons with energies in the radio band.

In this work, we study the quantum transition taking place when titanium phthalocyanine molecules are adsorbed on a copper’s surface. Submitted to thermal annealing, depending on the way in which the molecule is adsorbed, this system can be characterized by a Kondo ground state, giving rise to a zero bias peak in the differential conductance. To clarify this new property, derived from the annealing process, we propose a model Hamiltonian that describes the essential physics involved. We show that the Kondo ground state appears as a consequence of the broken symmetry introduced by the annealing. It is not due to an increase of the molecule–substrate interactions but to the modification of the intermolecular lobe orbital matrix elements. This rearrangement rules the entrance of charge into the molecule and provides the conditions for the establishment of the Kondo state. Our results for the differential conductance, corresponding to the electronic current between a STM tip and one of the molecular lobes, agree with the experimental differential conductance measurements. It presents an Abrikosov–Suhl–Kondo resonance at the Fermi level for the configuration where the molecule is distorted. The results obtained within the model we propose, when compared with the experiments, give quantitative support to our interpretation.

Many biological surfaces have hairs, known as trichomes in plants. Here, the wettability and macro- and micro-scale features of olive leaves are analyzed. The upper leaf side has few trichomes, while the lower side has a high trichome density. By combining different techniques including electron and atomic force microscopy, trichome surfaces are found to be chemically (hydrophilic-hydrophobic) heterogeneous at the nano-scale. Both olive leaf surfaces are wettable by water, having a high water contact angle hysteresis and great drop adhesion. The ultra-structural pattern observed for epidermal pavement cells differs from the reticulate cuticle structure of trichomes which shows that leaf surface areas may be substantially different despite being located nearby. Our study provides evidence for the nano-scale chemical heterogeneity of a trichome which may influence the functional properties of biological surfaces, such as water and solute permeability or water capture as discussed here for plants.

Recently, it was shown that the power-Maxwell (PM) theory could remove the singularity of the electric field (B. Eslam Panah, Europhys. Lett. 134, 20005 (2021)). Motivated by a great interest in three-dimensional black holes and a surge of success in studying massive gravity from both the cosmological and astrophysical points of view, we investigate three-dimensional black hole solutions in de Rham, Gabadadze, and Tolley massive theory of gravity in the presence of PM electrodynamics. First, we extract exact three-dimensional solutions in this theory of gravity. Then we study the geometrical properties of these solutions. Calculating conserved and thermodynamic quantities, we check the validity of the first law of thermodynamics for these black holes. We also examine the stability of these black holes in the context of the canonical ensemble. We continue calculating this kind of black hole’s optical features, such as the photon orbit radius, the energy emission rate, and the deflection angle. Considering these optical quantities, finally, we analyze the effective role of the parameters of models on them.

The combination of specific van der Waals semiconductors in vertical stacks leads to atomically sharp heterointerfaces with unique properties, offering versatility and additional functionality for thin, flexible, optoelectronic devices. In this work, we demonstrate heterostructures built from single-layer MoS2 (n-type) and multilayer FePS3 (p-type) as multifunctional p–n junctions where robust photoluminescent light emission and broadband electrical photo-response coexist. This is made possible by the inherent properties of the materials involved and the precise energy band alignment at their interface, which preserves the photoluminescent emission provided by the single-layer MoS2 and confers exceptional tunability to the system. Indeed, through small changes in the applied voltage across the junction, the interplay between photoluminescence and photocurrent generation can be tuned, allowing for a precise control of the light emission of single-layer MoS2 – from severely quenched to an order of magnitude enhancement. Additionally, the broadband photo-response of the system presents an enhanced performance under ultraviolet illumination, in contrast to other van der Waals heterostacks containing single-layer semiconductors. Furthermore, this photo-response can be adjusted by the application of an external electric field, enabling photocurrent generation under both reverse and forward bias, thereby contributing to the overall functionality and versatility of the system.

Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) doped with polystyrene sulfonate (PSS) is the most used conducting polymer from energy to biomedical applications. Despite its exceptional properties, there is a need for developing new materials that can improve some of its inherent limitations, e.g., biocompatibility. In this context, doping PEDOT is propose with a robust recombinant protein with tunable properties, the consensus tetratricopeptide repeated protein (CTPR). The doping consists of an oxidative polymerization, where the PEDOT chains are stabilized by the negative charges of the CTPR protein. CTPR proteins are evaluated with three different lengths (3, 10, and 20 identical CTPR units) and optimized varied synthetic conditions. These findings revealed higher doping rate and oxidized state of the PEDOT chains when doped with the smallest scaffold (CTPR3). These PEDOT:CTPR hybrids possess ionic and electronic conductivity. Notably, PEDOT:CTPR3 displayed an electronic conductivity of 0.016 S cm−1, higher than any other reported protein-doped PEDOT. This result places PEDOT:CTPR3 at the level of PEDOT-biopolymer hybrids, and brings it closer in performance to PEDOT:PSS gold standard. Furthermore, PEDOT:CTPR3 dispersion is successfully optimized for inkjet printing, preserving its electroactivity properties after printing. This approach opens the door to the use of these novel hybrids for bioelectronics.

Understanding and quantifying the electronic inelastic interactions of swift ions and electrons in metals is fundamental for many applications of charged particle beams. A common theoretical approach is moreover desirable for the case of both types of projectiles, as large numbers of secondary electrons arise as the result of ion interaction with metals. The electronic cross section, stopping power and energy-loss straggling resulting from the interaction of swift protons, alpha particles and electrons when moving through the metals aluminum, iron, copper, molybdenum, platinum and gold, are calculated theoretically for a wide energy range of the projectiles. The model is based on the dielectric formalism, which realistically accounts for the excitation spectrum of each metal through the Mermin Energy-Loss Function–Generalized Oscillator Strength (MELF-GOS) methodology. The impact of the complexity of the excitation spectrum of each metal (encompassing interband transitions and collective excitations), as well as the different sources of (sometimes conflicting) optical data is analysed in detail. Specific interactions are considered for each projectile, such as electron capture/loss and electron cloud polarisation for ions, and indistinguishability, exchange and low-energy corrections for electrons. An estimate of possible contributions of surface excitations to the interaction probabilities of low energy electrons is given. Comparison of our results with a large collection of available experimental data shows good agreement. As a practical and useful outcome of the work, we provide analytical expressions fitting all our calculated quantities, which can be applied for simulation or comparison purposes.

La radioterapia externa constituye una de las principales técnicas de tratamiento local del cáncer en la actualidad. En este tipo de radioterapia, el haz de radiación se produce fuera del paciente. Existen diversas técnicas en función de cómo se realiza el tratamiento. Una de estas técnicas es la VMAT (Arcoterapia volumétrica de intensidad modulada). El diseño del tratamiento y el cálculo de la distribución de dosis en el paciente se realiza en el sistema de planificación que incorpora una modelización del haz de radiación a través de diferentes parámetros. Se realizará un estudio de la influencia de estos parámetros de acción que intervienen en el sistema de planificación para esta técnica de tratamiento. En particular, se llevará a cabo un análisis de la influencia en el tratamiento de un parámetro como es la velocidad límite de las láminas (MLC) cuando se trabaja con pacientes con un tumor espinal. Para estudiar dicha influencia, se elaborará en primer lugar un código que permita estudiar las conformaciones del tratamiento y complementarán estos resultados con herramientas derivadas del cálculo de la distribución de dosis absorbida como el Histograma Dosis Volumen. Finalmente, se completarán los resultados mediante la verificación de dos tratamientos con el objetivo de comprobar su viabilidad para diferentes velocidades límite.

En la actualidad existe una creciente demanda de dispositivos láser en numerosos entornos profesionales. Así, hay un gran interés por mejorar estos aparatos, obteniendo láseres cada vez más versátiles, potentes y económicos. El uso de materiales plásticos está permitiendo alcanzar muchas mejoras en las propiedades mecánicas del láser, tales como su tamaño y flexibilidad. En este trabajo se han estudiado las propiedades ópticas (absorción y fotoluminiscencia) de un nanografeno (NG) muy novedoso, concretamente un dímero de trianguleno, disperso en un polímero termoplástico (poliestireno, PS) preparado en forma de guía de ondas. Una vez determinada la presencia de emisión espontánea amplificada (ASE), indicativa de la existencia de emisión estimulada, se han fabricado láseres con realimentación distribuida (DFB) con distintas concentraciones de NG en PS. El resonador láser consiste en una red de difracción de relieve unidimensional, fabricada por litografía holográfica, en una capa de fotoresina (gelatina dicromatada) que se deposita sobre la capa activa. Los láseres han sido caracterizados y comparados con otros que utilizaban materiales parecidos al presente NG, revelando el gran potencial de este nuevo compuesto. El estudio ha revelado que este NG presenta emisión en la zona cercana al infrarrojo (NIR), así como un tiempo de vida operacional más largo que otros materiales orgánicos, siendo un compuesto muy interesante para trabajos futuros en el campo de la optoelectrónica. Además, los resultados obtenidos en el presente trabajo han contribuido a la publicación de un artículo científico, que incluye la síntesis del compuesto (Shen, Dijkstra, et al. Angew. Chem. 2023).

En este trabajo se presentará el modelo estándar, que explica las interacciones electromagnética, débil y fuerte, acompañando cada una con las reglas de Feynman correspondientes. Además, se introducirán los grupos de simetría y los grupos de Lie como herramientas matemáticas utilizadas para describir las simetrías en la física y su relación con las leyes de conservación. Estos conceptos serán fundamentales para estudiar las interacciones en detalle. En primer lugar, se abordará la interacción electromagnética, descrita por la electrodinámica cuántica e invariante bajo U(1). Se analizará el decaimiento de partículas y se presentará el modelo estándar de partículas. A continuación, se introducirá la interacción débil, invariante bajo SU(2), que es responsable de la desintegración de ciertos procesos. Se examinará la existencia de partículas mediadoras masivas asociadas a esta interacción, así como la unificación electrodébil. Se explicará cómo la ruptura espontánea de simetría y el mecanismo de Higgs permiten que estas partículas adquieran masa. Finalmente, se explorará la interacción fuerte utilizando la cromodinámica cuántica, una teoría que describe la interacción entre quarks y gluones, y que se basa en el grupo de simetría SU(3).

We present the first 3D fully coupled magneto-thermal simulations of neutron stars (including the most realistic background structure and microphysical ingredients so far) applied to a very complex initial magnetic field topology in the crust, similar to what recently obtained by proto-neutron star dynamo simulations. In such configurations, most of the energy is stored in the toroidal field, while the dipolar component is a few percent of the mean magnetic field. This initial feature is maintained during the long-term evolution (∼106 yr), since the Hall term favours a direct cascade (compensating for Ohmic dissipation) rather than a strong inverse cascade, for such an initial field topology. The surface dipolar component, responsible for the dominant electromagnetic spin-down torque, does not show any increase in time, when starting from this complex initial topology. This is at contrast with the timing properties of young pulsars and magnetars which point to higher values of the surface dipolar fields. A possibility is that the deep-seated magnetic field (currents in the core) is able to self-organize in large scales (during the collapse or in the early life of a neutron star). Alternatively, the dipolar field might be lower than is usually thought, with magnetosphere substantially contributing to the observed high spin-down, via e.g., strong winds or strong coronal magnetic loops, which can also provide a natural explanation to the tiny surface hotspots inferred from X-ray data.

Este trabajo tiene como objetivo la introducción a la teoría de las ecuaciones diferenciales estocásticas, que pueden ser vistas como una generalización de las ecuaciones diferenciales ordinarias. Para ello, daremos las bases de la teoría de probabilidad donde intervienen algunos elementos de teoría de la medida y análisis funcional. Así, se analizarán algunos conceptos básicos sobre procesos estocásticos y profundizaremos en la construcción de la Integral de Itô que será la herramienta clave para construir posteriormente algunos resultados importantes como el teorema de existencia y unicidad, que es análogo al teorema de Picard para ecuaciones diferenciales ordinarias. Dada su importancia (en la versión más general que no trataremos en este trabajo) en física, se expondrá la conocida como ecuación de Fokker-Planck. A lo largo del texto se incluirán algunos ejemplos y/o aplicaciones de estos conceptos a la física.

La gran cantidad de datos ofrecidos por el satélite Gaia en los últimos años nos ha permitido conocer magnitudes observacionales de muchas más estrellas a nuestro alrededor. Entre ellas se encuentran los movimientos propios, los cuales nos dan una visión de cómo se mueven las estrellas y, de forma global, una visión del movimiento galáctico dentro de nuestra Vía Láctea. Se sabe que los cúmulos abiertos de estrellas jóvenes tienen origen en las grandes nubes moleculares protegidas por el polvo interestelar, donde se produce la formación estelar. Estos cúmulos son trazadores excepcionales de la estructura espiral de la galaxia y estas zonas son las que nos pueden dar información más precisa sobre la propia estructura. En este trabajo nos centramos en analizar la estructura espiral y estudiar la rotación galáctica de cúmulos abiertos de estrellas jóvenes en los brazos espirales de la Vía Láctea cerca del Sol. La idea es calcular el movimiento de estas estrellas basándonos en el modelo cinemático de rotación galáctica y compararlo con los movimientos observados reales ofrecidos por Gaia. Para ello, desarrollaremos el modelo y calcularemos, con un programa hecho en python, los movimientos propios correspondientes de cúmulos jóvenes en el brazo de Perseo y en el de Sagitario. Estos valores calculados se comparan luego con los valores observacionales que ofrece Gaia. A partir de esta comparación, el primer objetivo sería ver si las estrellas o cúmulos observados tienen el movimiento o la rotación esperada según el modelo cinemático teórico. Por otro lado, también vamos a tratar con asociaciones de cúmulos estelares abiertos. Esto es, cúmulos abiertos desligados gravitacionalmente que se han creado en un mismo fenómeno de formación estelar sobre una cierta zona reducida y que conservan prácticamente los mismos movimientos propios debido a la rotación galáctica en esa zona. Conociendo este hecho y basándonos en los resultados anteriormente obtenidos, nuestro segundo objetivo

En este trabajo se expondrán las principales características que debe cumplir un agujero de gusano (o puente de Einstein-Rosen), concepto propuesto como una solución a las ecuaciones de campo de Einstein de la Relatividad General por primera vez por Albert Einstein y Nathan Rosen en 1935, para ser hipotéticamente atravesable. Además, se realizará un estudio de la naturaleza de la materia responsable de generar la estructura geométrica de un agujero de gusano de estas características, comprobando que es necesaria la existencia de lo que los físicos denominan materia exótica. Además, se abordarán temas como la violación de las Condiciones de Energía, que son restricciones referidas al contenido material considerado por la Relatividad General, en el interior de los agujeros de gusano de estas características. Finalmente, se estudiarán rudimentos de los “Warp Drives” o transporte por curvatura, haciendo especial énfasis en la solución o métrica de Alcubierre, propuesta por el físico mexicano Miguel Alcubierre en el año 1994 mientras realizaba su tesis doctoral, y sus consecuencias principales.

En este Trabajo de Fin de Grado se han analizado de manera cuantitativa una muestra de espectros ópticos de estrellas tipo OB. Las estrellas masivas tipo OB incluyen todos los tipos O y aquellas de tipo B2 o anteriores en el caso de las enanas, tipo B5 o anteriores en el caso de las gigantes, y todos los subtipos B en el caso de las supergigantes (clases de luminosidad I o II). El estudio de estas estrellas es de gran importancia para comprender mejor la estructura y evolución del Universo ya que entre sus características principales destaca que en las reacciones nucleares que tienen lugar en su interior se producen los elementos más pesados del Universo, como el hierro, y cuando estas estrellas explotan en forma de supernova expulsan estos elementos al espacio y posteriormente se incorporan en nuevas estrellas y planetas. Además, las estrellas tipo OB producen radiación ultravioleta y vientos estelares energéticos que afectan al medio interestelar y a la formación de nuevas estrellas y planetas. Los objetivos principales de este proyecto han sido determinar los parámetros estelares de una muestra de estrellas OB cuyos espectros se simularon para ser parecidos a los que obtendrá WEAVE, espectrógrafo situado en el telescopio William Herschel del observatorio del Roque de los Muchachos en España, a partir de datos existentes en la base de datos IACOB. Los resultados obtenidos permitirán conocer el grado de precisión de los parámetros que se obtengan a partir de los datos reales WEAVE, aportando un input necesario para su interpretación. Para todo ello, se ha realizado un estudio bibliográfico sobre WEAVE, los surveys asociados que implican estrellas OB y las técnicas de análisis de este tipo de estrellas. En primer lugar, se han recopilado datos fotómetricos y astrométricos de la muestra de estrellas OB seleccionada para WEAVE, haciendo uso de la herramienta TOPCAT. A partir de la base de datos IACOB, se degradó la muestra de espectros a las resoluciones de WEAVE y fi

En este trabajo se han estudiado los defectos generados por cascadas colisionales en Fe-Cr por medio de simulaciones de dinámica molecular (MD). En total, se han realizado 750 simulaciones de cascadas colisionales de energías 2 − 6 keV para una red BCC de Fe-Cr con %Cr de 0 − 15% y temperaturas de trabajo de T = 10 − 300K. Se ha utilizado un potencial que permite describir correctamente la interacción entre átomos dependiendo de la concentración de Cr, CD-EAM (Concentration-Dependent Embedded-Atom Method), en combinación con un potencial Ziegler-Biersack-Littmark (ZBL) para las colisiones de átomos energéticos a distancias interatómicas pequeñas. Para las simulaciones se ha utilizado el código de dinámica molecular LAMMPS y para observar los resultados se ha utilizado el entorno gráfico 3D OVITO, a partir del cual se ha realizado la exportación de los datos para su análisis a través de un script en Python. En este estudio se aborda la dependencia de la producción de pares de Frenkel, así como la formación de clusters de intersticiales con factores como la energía de la cascada colisional, la temperatura y el porcentaje de Cr presente en la red. Los resultados revelan un claro aumento de la formación de pares de Frenkel y clusters de intersticiales con la energía de la cascada colisional y una disminución del número de defectos con la temperatura. En cuanto a los intersticiales simples (dumbbells) se ha visto que, a pesar del aumento del % de Cr, no se observan dumbbells de tipo Cr-Cr debido a una repulsión de origen magnético entre átomos de Cr. Asimismo, el % de Cr en los defectos es claramente inferior al de la malla utilizada, lo cual estaría relacionado con la mayor energía que es necesaria para desplazar un átomo de Cr y con la repulsión de origen magnético mencionada. Además, se ha estudiado la estructura de los clusters de intersticiales y se ha observado que están compuestos de un núcleo interior formado por átomos de Fe, mientras que los átomos de Cr se ubi

Este trabajo se ubica dentro del campo de estudio de materiales orientados a reactores de fusión. En él se lleva a cabo un estudio preliminar sobre el tipo de radiación generada por un reactor de fusión, su interacción con la pared y cómo abordar este problema mediante simulaciones a distintas escalas. Se examina el estado actual de las investigaciones a través de una búsqueda bibliográfica, así como los principales desafíos en este campo. A continuación, se lleva a cabo una aproximación multiescala de las interacciones plasma-pared. Por un lado, se utiliza el método BCA (binary collision approximation) a través del programa SRIM, con el objetivo de realizar un estudio preliminar para determinar los rangos de iones y el daño que causan en tres materiales comúnmente utilizados en prototipos de reactores de fusión. Además, se analizan los procesos presentes en las simulaciones de dinámica molecular mediante el uso de LAMMPS, comparando los resultados obtenidos con el método BCA.