Topical issue on dynamics and photodynamics: from isolated molecules to the condensed phase

RAMON HERNANDEZ LAMONEDA (2023, [Artículo])

The well-established and rapidly expanding field of molecular processes in excited systems, facilitated

by the use of light sources, garners significant research interest from numerous experimental and theoretical groups worldwide. This highly interdisciplinary field establishes extensive connections with atomic, molecular and optical physics, astrophysics, biophysics, physical chemistry, solid-state physics and even molecular biology. The present topic provides an advanced overview of research activities in cutting-edge areas such as ultrafast lasers, nanoscale systems, atomic and molecule collisions on surfaces and molecular photofragmentation processes. The contributions to this subject encompass experimental, theoretical and computational studies conducted both at the fundamental level, exploring elementary mechanisms, and at a more applied level, addressing the requirements of diverse applications in nanotechnology and materials science.

CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA

Recuperación de fósforo mediante remoción con adsorbente y recuperación de fósforo inorgánico

ANNE MARGRETHE HANSEN HANSEN (2015, [Documento de trabajo])

Uno de los problemas más importantes de contaminación de embalses y lagos, es el enriquecimiento progresivo de nutrientes (fundamentalmente nitrógeno y fósforo) o eutroficación. Esta problemática se manifiesta en la proliferación y acumulación de algas y plantas acuáticas originando el deterioro de la calidad del agua. Dada la imposibilidad de controlar las concentraciones de nitrógeno debido a la capacidad de algunas plantas y bacterias de fijar este nutriente, además de la deposición atmosférica, los métodos de control de nutrientes se orientan principalmente en la reducción de fósforo. Los objetivos principales de este proyecto son, evaluar a nivel de laboratorio: 1) la remoción de fósforo del agua en intercambiadores iónicos; y 2) la recuperación de fósforo inorgánico de los intercambiadores iónicos.

Remoción de contaminantes Fósforo Intercambio iónico Eutroficación CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Síntesis y caracterización de SnO2 macroporoso usando microesferas de polimetilmetacrilato

JOSE LUIS MENDOZA CASTELLANOS (2022, [Tesis de doctorado])

En el presente trabajo de tesis se obtuvieron recubrimientos

macroporosos de dióxido de estaño (SnO2) y dopado con Flúor (SnO2:F) por el

método “Doctor Blade”. Como sal precursora se utilizó Tetracloruro de estaño

pentahidratado (SnCl4-5H2O) y como dopante Fluoruro de amonio (NH4F). Las

esferas de Polimetilmetacrilato (PMMA) obtenidas mediante polimerización por

emulsión se utilizaron como platilla para obtener el material macroporoso de

SnO2 y SnO2:F. Los métodos de secado usados después del depósito de los

recubrimientos fueron de gran importancia y cruciales para evitar la formación

de imperfecciones y grietas en los recubrimientos, se propusieron dos: un

secado en un sistema cerrado (SC) y un sistema abierto (SA). Ambos procesos

de secado fueron seguidos de tratamientos térmicos para eliminar la plantilla de

PMMA. Por último, se midió la resistencia eléctrica en aire de los materiales,

obteniendo 40,855 y 5,921 Ω para el SnO2 y SnO2:F, respectivamente. Los

materiales obtenidos muestran una ligera sensibilidad al exponerse a 500 ppm

de CO lo que los hace candidatos para el sensado de este gas y algunos otros.

SÍNTESIS SnO2 CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA QUÍMICA FÍSICA OTRAS OTRAS

GENERAL STUDY OF CLASSICAL AND NONCLASSICAL CONTRIBUTIONS OF TWO PHOTON ABSORPTION PROCESS IN ORGANIC MOLECULES

Freiman Estiven Triana Arango (2023, [Tesis de doctorado])

"Two-photon absorption (TPA), a nonlinear optical phenomenon, is gaining attention for applications like laser scanning, microscopy, and therapy. Recent research explores entangled two photon absorption (ETPA) using correlated photons but faces debates regarding its magnitude and detection. This study introduces a novel method using changes in Hong-Ou-Mandel (HOM) interferogram visibility to probe ETPA's presence. It employs Rhodamine B dye and entangled photons at around 800nm to investigate conditions conducive to observing ETPA-induced changes. This innovative approach distinguishes genuine ETPA signals from linear optical losses often masquerading as ETPA effects, addressing a significant field challenge."

Two-photon absorption Entangled two-photon absorption Hong-Ou-Mandel HOM dip visibility Joint Spectral Intensity Entangled photons CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA OPTICA NO LINEAL OPTICA NO LINEAL

PERFILOMETRÍA LÁSER DE FORMA LIBRE PARA LA INSPECCIÓN DE TUBERÍAS Y RECONSTRUCCIONES CILÍNDRICAS EN 3D

Mario Montoya (2022, [Tesis de maestría])

"La inspección de infraestructura de tuberías es esencial en la gestión de su integridad para evitar formación de agentes corrosivos y prevenir fracturas. Sin embargo, los métodos actuales están limitados por baja resolución y bajo alcance físico de medición. En este trabajo, se establece un modelo teórico de propagación láser basado en perfilometría láser de forma libre. Además, incorpora un sistema láser totalmente funcional compuesto por un espejo cónico dentro del sistema óptico para recuperar la información de desplazamiento. El dispositivo óptico presenta alta resolución, precisión y velocidad de adquisición en comparación con tecnologías actuales."

Perfilometría Sensores Haz láser Inspección Emisión láser de superficie Tuberías CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA LÁSERES LÁSERES

Deterministic Brownian-like Motion: Electronic Approach

JOSE LUIS ECHENAUSIA MONROY Eric Campos Cantón Rider Jaimes Reátegui JUAN HUGO GARCIA LOPEZ GUILLERMO HUERTA CUELLAR (2022, [Artículo])

"Brownian motion is a dynamic behavior with random changes over time (stochastic) that occurs in many vital functions related to fluid environments, stock behavior, or even renewable energy generation. In this paper, we present a circuit implementation that reproduces Brownian motion based on a fully deterministic set of differential equations. The dynamics of the electronic circuit are characterized using four well-known metrics of Brownian motion, namely: (i) Detrended Fluctuation Analysis (DFA), (ii) power law in the power spectrum, (iii) normal probability distribution, and (iv) Mean Square Displacement (MSD); where traditional Brownian motion exhibits linear time growth of the MSD, a Gaussian distribution, a −2 power law of the frequency spectrum, and DFA values close to 1.5. The obtained results show that for a certain combination of values in the deterministic model, the dynamics in the electronic circuit are consistent with the expectations for a stochastic Brownian behavior. The presented electronic circuit improves the study of Brownian behavior by eliminating the stochastic component, allowing reproducibility of the results through fully deterministic equations, and enabling the generation of physical signals (analog electronic signals) with Brownian-like properties with potential applications in fields such as medicine, economics, genetics, and communications, to name a few."

Brownian motion Deterministic Brownian motion DFA analysis Statistical analysis Electronic circuit Electronic implementation CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ELECTRÓNICA ELECTRÓNICA

Síntesis de sistema Cturbo/ZnO/CuO con aplicación en degradación de colorante por fotocatálisis

Jose Manuel Riega Medina (2022, [Tesis de maestría])

La contaminación del agua por compuestos orgánicos tóxicos es un problema

que ha sido estudiado y abordado de diferentes formas. Para dar una solución a

esta problemática, se han propuestos diversos métodos y mecanismos de descontaminación.

Dentro de estos, la fotocatálisis heterogénea se presenta como una

solución amigable con el medio ambiente y de bajo costo energético. Por otro lado,

la síntesis de alótropos del carbono con fotocatalizadores, ha demostrado mejorar

la actividad de estos para fotodegradar compuestos orgánicos. Adicionalmente, el

ordenamiento turboestrático del carbono, compuesto de grafeno y grafito exfoliado,

se presenta como un material promisorio ya que tiene propiedades muy parecidas

al grafeno de pocas capas [1].

En la presente tesis se sintetizó el carbono turboestrático (Cturbo) por una variante

del método dry ice. La caracterización por Difracción de Rayos X (DRX) y espectroscopía

Raman, mostró la estructura del carbono y los defectos presentes en la red

grafítica. Con la Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y Microscopía Electrónica

de Transmisión (MET) se observó el apilamiento turboestrático del carbono junto

con planos de grafeno y grafito exfoliado. Las propiedades texturales mostraron que

el Cturbo es un material mesoporoso con un área superficial de 634 m2/g. La prueba

de adsorción del Anaranjado de Metilo (AM) en el Cturbo determinó que el modelo

de Freundlich es el que mejor describe el tipo de adsorción entre estos. El sistema

Cturbo/ZnO/CuO se sintetizó por los métodos de calcinación y coprecipitado. La

caracterización por DRX mostró las tres fases presentes. El área superficial del sistema

aumenta con el aumento de la cantidad de Cturbo presente. En la MEB y MET

se observó las partículas de ZnO y CuO dispersas sobre el Cturbo. El ancho de banda

prohibida del sistema disminuye con el aumento de Cturbo. Las pruebas de fotocatálisis

bajo radiación ultravioleta (UV), mostraron que el Cturbo, en el sistema, aumenta

la degradación del AM en comparación a cuando se realizó la prueba solo con los

óxidos.

Este estudio presenta un nuevo método para sintetizar el ordenamiento turboestrática

del carbono y una posible aplicación de este como sustrato para mejorar las

propiedades fotocatalíticas del ZnO y CuO.

Síntesis de materiales Contaminación CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA QUÍMICA FÍSICA OTRAS OTRAS

Mapas de densidad electrónica y cálculos de esféricos armónicos microestructurales en cerámicos de BaTiO3 obtenidos por spark plasma sintering

JESUS SALVADOR URIBE CHAVIRA (2023, [Tesis de doctorado])

Se realizaron moliendas de alta energía sobre polvos comerciales de BaTiO3 con una inicial coexistencia de fases ferroeléctricas (tetragonal, ortorrómbica y romboédrica). En los polvos sometidos al proceso de molienda, por medio de la microscopía electrónica de barrido y transmisión, se estudiaron los cambios en la composición química de los polvos por espectroscopía de rayos X de energía dispersiva, así como el estudio de la morfología de las partículas. A partir del patrón de difracción de rayos X, se realizó el refinamiento Rietveld para el estudio de los cambios estructurales y microestructurales producidos por la molienda como lo son: la densidad electrónica por el método de máxima entropía, la proporción de fases, cambios en los parámetros de red, variaciones en las coordenadas fraccionales de los átomos, el tamaño y forma promedio de cristalita y microtensiones por el método de esféricos armónicos manejado en la función Thompson-Cox-Hastings-pseudo-Voigt.

En los polvos se observó que no hubo un cambio sustancial en la composición química y que el tamaño de partícula se redujo. De igual manera, la fase tetragonal comenzó a predominar por encima de la fase ortorrómbica hasta alcanzar una proporción de fases de 9:1, los parámetros de red de ambas fases se incrementaron gradualmente, así como las microtensiones lo que indico que el tamaño de cristal se redujo y tendió a tomar una forma esférica. El incremento en los parámetros de red (variación de las coordenadas fraccionales atómicas) dio como resultado una disminución gradual de la densidad electrónica para todos los átomos. Los cambios antes mencionados sucedieron en función al tiempo de molienda.

Partiendo del polvo con 4 horas de molienda se sinterizaron pastillas por la técnica de sinterización asistida por plasma con una rampa de calentamiento de 100°C/min hasta una temperatura máxima de 1100°C con un esfuerzo axial aplicado durante todo el proceso de sinterización de 50 MPa y un vacío ≈ 2x100 Pa. La variable que se manipuló fueron los tiempos que se mantuvo la sinterización a temperatura máxima, los cuales, consistieron en 1, 3, 5 y 7 minutos. Una vez transcurrido el tiempo a temperatura máxima, se retiró de inmediato el esfuerzo axial y se apagó el suministro de energía. Las pastillas fueron sometidas a dos tratamientos térmicos: el primero de 1000°C durante 16 horas para la extracción del grafito difundido en el proceso de sinterización y el segundo de 1200°C durante 4 horas para inducir el cr

Densidad Electrónica Microestructuras BaTiO3 CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA QUÍMICA FÍSICA OTRAS OTRAS

GENERACIÓN DE HACES ESTRUCTURADOS PARCIALMENTE COHERENTES

Maria Fernanda Arvizu Soto (2024, [Tesis de maestría])

"Mediante la manipulación de la intensidad, polarización y fase de un campo luminoso es como podemos obtener luz estructurada. Los estudios han demostrado que los haces parcialmente coherentes son más resistentes a las fluctuaciones atmosféricas. En esta tesis presentamos el modelo matemático, la generación computacional del Haz Vectorial Parcialmente Coherente (PCVB) y dos configuraciones experimentales para generarlos con la ayuda de un Dispositivo Micro Espejo Digital (DMD). Los resultados teóricos esperados concuerdan con las simulaciones y allanan el camino para otros resultados teóricos y experimentales, que se dejan como trabajo futuro."

Luz estructurada Haces vectoriales Coherencia parcial Dispositivo digital de microespejos CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA OPTICA FÍSICA OPTICA FÍSICA

GENERATION OF LG VECTOR MODES WITH ULTRAHIGH STABILITY BASED ON COMPLEX AMPLITUDE MODULATION IN AN ON-AXIS CONFIGURATION

Gloria Elizabth Rodríguez García (2023, [Tesis de maestría])

"This thesis presents a novel technique for generating vector beams using complex amplitude modulation (CAM) in an on-axis configuration. The holograms used to generate the beams were created using the Mathlab software and displayed on a reflective spatial light modulator (SLM). The main goal of this research was to address both the purity and stability of the beams during generation and propagation, introducing a quantitative approach to assess their stability. As a proof-of-concept, Laguerre-Gaussian vector beams have been generated and characterized using Stokes polarimetry with the proposed experimental set up."

Structured light Laguerre-Gauss vector beams Stokes polarimetry Beam generation Spatial light modulators CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA OPTICA FÍSICA OPTICA FÍSICA