Author: JOSE MANUEL VARGAS MARTINEZ

Estudio de la interacción de un láser con un ion atrapado

JOSE MANUEL VARGAS MARTINEZ (2008)

Actually it is possible to trap single ions in Paul or Penning traps, charged particles are confined in space via electromagnetic fields. A trapped ion can have a lot vibrational energy which is undesirable in some applications. In this thesis, starting from the Hamiltonian of a trapped ion in a harmonic potential, it is shown that is possible to get Jaynes-Cummings and anti- Jaynes- Cummings¬like transitions in the intermediate intensity regime, that is, adjusting the intensity of the laser that induce the coupling between the intemal and vibrational states of the ion proportionally to the vibrational frequency of the ion; these transitions are useful because make possible to extract the vibrational energy. In our treatment we consider that the ion and the laser are in resonance what eliminate the need of using tuned lasers.

Also, the problem of a trapped ion in a trap with time-dependent parameters interacting with a laser field is analyzed. By using a set of time-dependent unitary transformations is shown that this system is equivalent to the interaction between a quantized field and a two level system with time dependent parameters. The Hamiltonian is linearized in such a way that can be solved with methods that are found in some papers and that involve time-dependent parameters. The linearization is free of approximations and assumptions on the parameters of the system as are, for instance, the Lamb-Dicke parameter, the time-dependency of the frequency trap and the detuning, with what we can obtain the best solution for this kind of sytem.

En la actualidad es posible atrapar iones individuales en trampas de Paul o de Penning, las partículas cargadas son confinadas en el espacio mediante campos electromagnéticos. Un ion atrapado puede contener mucha energía vibracional lo cual es indeseable en ciertas aplicaciones. En esta tesis, partiendo del Hamiltoniano de un ion atrapado en un potencial armónico, se demuestra que es posible encontrar transiciones tipo Jaynes-Cummings y anti-Jaynes-Cummings en el régimen de intensidad intermedia, es decir, ajustando la intensidad del láser que induce el acoplamiento entre los estados internos y vibracionales del ion proporcionalmente a la frecuencia de vibración del ion; estas transiciones son de utilidad porque hacen posible extraer dicha energía vibracional. En nuestro tratamiento consideramos que el ion y el láser están en resonancia lo que elimina la necesidad de usar láseres sintonizables.

También se analiza el problema de un ion atrapado en una trampa dependiente del tiempo interactuando con un campo láser. Mediante un conjunto de transformaciones unitarias con parámetros dependientes del tiempo se muestra que este sistema es equivalente a la interacción entre un campo cuantizado y un sistema de dos niveles con parámetros dependientes del tiempo. El Hamiltoniano se linealiza de tal forma que puede ser resuelto mediante métodos que se encuentran en la literatura y que involucran parámetros dependientes del tiempo. La linealización está libre de aproximaciones y de consideraciones sobre los parámetros del sistema como son, por ejemplo, el parámetro de Lamb- Dicke, la dependencia temporal de la frecuencia de la trampa y la desintonía, con lo que se logra obtener la mejor solución para este tipo de sistema.

Doctoral thesis

Ion lasers Harmonic oscillator Spectroscopy CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA MECÁNICA MECÁNICA ESTADÍSTICA

Exact solution of the ion-laser interaction in all regimes

JOSE MANUEL VARGAS MARTINEZ Héctor Manuel Moya Cessa (2012)

We show that in the trapped ion-laser interaction all the regimes may be considered analytically. We may solve not only for different laser intensities, but also away from resonance and from the Lamb-Dicke regime. It is found a dispersive Hamiltonian for the high intensity regime, that, being diagonal, its evolution operator may be easily calculated.

Article

ION-laser interaction CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA ÓPTICA

Useful transformations: from ion-laser interactions to master equations

JOSE MANUEL VARGAS MARTINEZ HECTOR MANUEL MOYA CESSA (2008)

We show set of transformations which allow to obtain analytic solutions in several quantum-optical problems. We start with the ion-laser (time dependent) interaction, continue with the problem of a slow atom interacting with a quantized field to end with a master equation that describes losses. In all cases it is shown that one may find useful transformations that simplify the problems.

Article

CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA OPTICA FÍSICA

Ion–laser interactions: The most complete solution

Héctor Manuel Moya Cessa FRANCISCO SOTO EGUIBAR JOSE MANUEL VARGAS MARTINEZ (2012)

Trapped ions are considered one of the best candidates to perform quantum information processing. By interacting them with laser beams they are, somehow, easy to manipulate, which makes them an excellent choice for the production of nonclassical states of their vibrational motion, the reconstruction of quasiprobability distribution functions, the production of quantum gates, etc. However, most of these effects have been produced in the so-called low intensity regime, this is, when the Rabi frequency (laser intensity) is much smaller than the trap frequency. Because of the possibility to produce faster quantum gates in other regimes it is of importance to study this system in a more complete manner, which is the motivation for this contribution. We start by studying the way ions are trapped in Paul traps and review the basic mechanisms of trapping. Then we show how the problem may be completely solved for trapping states; i.e., we find (exact) eigenstates of the full Hamiltonian. We show how, in the low intensity regime, Jaynes–Cummings and anti-Jaynes–Cummings interactions may be obtained, without using the rotating wave approximation and analyze the medium and high intensity regimes where dispersive Hamiltonians are produced. The traditional approach (low intensity regime) is also studied and used for the generation of non-classical states of the vibrational wavefunction. In particular, we show how to add and subtract vibrational quanta to an initial state, how to produce specific superpositions of number states and how to generate NOON states for the two-dimensional vibration of the ion. It is also shown how squeezing may be measured. The time dependent problem is studied by using Lewis–Ermakov methods. We give a solution to the problem when the time dependence of the trap is considered and also analyze a specific (artificial) time dependence that produces squeezing of the initial vibrational wave function. A way to mimic the ion–laser interaction via classical optics is also introduced.

Article

Ion–laser interactions Vibrational motion CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA ÓPTICA

Ion–laser interactions: The most complete solution

Héctor Manuel Moya Cessa FRANCISCO SOTO EGUIBAR JOSE MANUEL VARGAS MARTINEZ (2012)

Trapped ions are considered one of the best candidates to perform quantum information processing. By interacting them with laser beams they are, somehow, easy to manipulate, which makes them an excellent choice for the production of nonclassical states of their vibrational motion, the reconstruction of quasiprobability distribution functions, the production of quantum gates, etc. However, most of these effects have been produced in the so-called low intensity regime, this is, when the Rabi frequency (laser intensity) is much smaller than the trap frequency. Because of the possibility to produce faster quantum gates in other regimes it is of importance to study this system in a more complete manner, which is the motivation for this contribution. We start by studying the way ions are trapped in Paul traps and review the basic mechanisms of trapping. Then we show how the problem may be completely solved for trapping states; i.e., we find (exact) eigenstates of the full Hamiltonian. We show how, in the low intensity regime, Jaynes–Cummings and anti-Jaynes–Cummings interactions may be obtained, without using the rotating wave approximation and analyze the medium and high intensity regimes where dispersive Hamiltonians are produced. The traditional approach (low intensity regime) is also studied and used for the generation of non-classical states of the vibrational wavefunction. In particular, we show how to add and subtract vibrational quanta to an initial state, how to produce specific superpositions of number states and how to generate NOON states for the two-dimensional vibration of the ion. It is also shown how squeezing may be measured. The time dependent problem is studied by using Lewis–Ermakov methods. We give a solution to the problem when the time dependence of the trap is considered and also analyze a specific (artificial) time dependence that produces squeezing of the initial vibrational wave function. A way to mimic the ion–laser interaction via classical optics is also introduced.

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Ion–laser interactions Vibrational motion CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA ÓPTICA

Solution of master equations for the anharmonic oscillator interacting with a heat bath and for parametric down conversion process

JOSE MANUEL VARGAS MARTINEZ OMAR AGUILAR LORETO HECTOR MANUEL MOYA CESSA (2008)

We solve analytically master equations that describe a cavity filled with a kerr medium, taking into account the dissipation induced by the environment, and parametric down conversion processes. We use superoperator techniques.

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CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA OPTICA FÍSICA

Propuesta de Método Delphi en Políticas Públicas de Innovación

Jhon Wilder Zartha Sossa Juan Manuel Montes Hincapié Elva Esther Vargas Martínez Eber Eli Gutierrez Londoño JOSE LUIS HOYOS CONCHA (2015)

En este artículo se presenta una propuesta de análisis y priorización de políticas públicas de innovación a través de la aplicación del método Delphi, el propósito fundamental es el de brindar elementos para responder a la pregunta: ¿existen buenas prácticas en políticas de innovación en Colombia? Para aportar a este cuestionamiento, se realizó un método de consulta a expertos anónima – Delphi con 92 variables en dos rondas, el cual fue enviado a representantes de universidades, empresas gobierno y entidades de interfaz de Colombia, con el fin de que priorizaran las políticas de innovación de Colombia al 2025. El documento está dividido en varias secciones, se presenta una revisión sobre los conceptos de política de innovación, posteriormente se hace una revisión de políticas públicas de innovación en los tigres asiáticos y en algunos países de la OCDE así como un análisis del marco legal de la innovación en Colombia, el estudio termina con la aplicación del método Delphi en políticas públicas de innovación en Colombia al 2025.

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Innovación Política públicas de innovación Método Delphi CIENCIAS SOCIALES

El Método Delphi modificado. Un acercamiento desde la Metodología de Sistemas Suaves

Jhon Wilder Zartha Sossa Juan Manuel Montes Hincapié Elva Esther Vargas Martínez Oscar Arias Lodoño JOSE LUIS HOYOS CONCHA (2015)

El artículo presenta una revisión del estado del arte relacionado con el método Delphi, sus definiciones, características y aplicaciones; con base en esta revisión se identificaron sus problemas y se analizó uno de ellos relacionado con la estructuración de problemas de actividad humana no estructurados. Con el fin de complementar el análisis se realizó un caso de aplicación de la metodología de sistemas suaves concebida en los años ochenta por Peter Checkland en un problema de tesis doctoral relacionado con el método Delphi y su alineamiento con una estrategia de innovación en el marco de un modelo de gestión de innovación, con el fin de generar un problema mejorado. Entre las principales conclusiones, destacan las ventajas del uso de la metodología de sistemas suaves para ayudar al mejoramiento de problemas de actividad humana no estructurados relacionados con el método Delphi, su alineamiento con la estrategia de innovación empresarial en el marco de modelos de gestión de innovación, así como la posibilidad de complementar la metodología de sistemas suaves con cuestionarios de priorización para obtener opiniones de expertos relacionados con los componentes de una tesis doctoral.

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Método Delphi Sistemas suaves Colombia CIENCIAS SOCIALES

Estudio de las propiedades de cementos óseos preparados con metacrilatos funcionalizados e hidroxiapatita

ROSSANA FARIDE VARGAS CORONADO JOSE MANUEL CERVANTES UC JUAN VALERIO CAUICH RODRIGUEZ Ricardo Vera Graziano ANTONIO MARTINEZ RICHA (2001)

En este trabajo se reporta la preparación de cementos óseos utilizando metacrilato de metilo (MMA) como monómero base y ácido metacrílico (MAA) o dietil amino etil metacrilato (DEAEMA) como comonómeros. Cementos óseos bioactivos fueron obtenidos mediante la adición de hidroxiapatita (HA) a varias concentraciones y fueron estudiados físico químicamente, haciendo énfasis en sus propiedades mecánicas. El contenido de monómero residual en estos cementos experimentales fue variable según la composición de la matriz y concentración del cerámico, pero nunca fue mayor al 4%. El tiempo de curado (tc) , la temperatura máxima alcanzada durante la polimerización (Tmax) y la temperatura de transición vítrea (Tg) dependieron de la presencia de MAA o DEAEMA. Tiempos de curado cortos, Tg y Tmax elevadas fueron observados en cementos preparados con MAA. Por el contrario, tc largos, Tmax y Tg bajas fueron observadas en cementos con DEAEMA a pesar de encontrarse en bajas concentraciones. La presencia de hidroxiapatita en estos cementos no afectó las temperaturas máximas, pero incrementó el tiempo de curado cuando se usó DEAEMA como comonómero o cuando MMA fue el único monómero en la formulación. Todos los cementos cumplieron con los 70 MPa de resistencia mínima a la compresión necesarios para ser usados como cementos óseos. Sin embargo, la resistencia tensil mínima (30 MPa) fue solamente satisfecha por aquellos cementos sin hidroxiapatita y aquellos preparados con HA en presencia de MMA o MAA. El requerimiento de 50 MPa como mínimo de resistencia a la flexión no fue cumplido por ninguna de las formulaciones ensayadas.

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CEMENTOS OSEOS METACRILATOS HIDROXIAPATITA PROPIEDADES MECANICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

A comparison of back propagation and Generalized Regression Neural Networks performance in neutron spectrometry

MA. DEL ROSARIO MARTINEZ BLANCO GERARDO ORNELAS VARGAS LUIS OCTAVIO SOLIS SANCHEZ RODRIGO CASTAÑEDA MIRANDA HECTOR RENE VEGA CARRILLO IDALIA GARZA VELOZ MARGARITA DE LA LUZ MARTINEZ FIERRO JOSE MANUEL ORTIZ RODRIGUEZ (2016)

The process of unfolding the neutron energy spectrum has been subject of research for many years.

Monte Carlo, iterative methods, the bayesian theory, the principle of maximum entropy are some of the

methods used. The drawbacks associated with traditional unfolding procedures have motivated the research

of complementary approaches. Back Propagation Neural Networks (BPNN), have been applied

with success in neutron spectrometry and dosimetry domains, however, the structure and learning

parameters are factors that highly impact in the networks performance. In ANN domain, Generalized

Regression Neural Network (GRNN) is one of the simplest neural networks in term of network architecture

and learning algorithm. The learning is instantaneous, requiring no time for training. Opposite to

BPNN, a GRNN would be formed instantly with just a 1-pass training on the development data. In the

network development phase, the only hurdle is to optimize the hyper-parameter, which is known as

sigma, governing the smoothness of the network. The aim of this work was to compare the performance

of BPNN and GRNN in the solution of the neutron spectrometry problem. From results obtained it can be

observed that despite the very similar results, GRNN performs better than BPNN.

Producción Científica de la Universidad Autónoma de Zacatecas UAZ

Article

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA Neutron spectrometry Artificial Neural Networks Unfolding Comparison