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  1. Física Atómica y Molecular
    “Photoionization and chemical structure characterization of sulfur-containing biomolecules using fast electrons and synchrotron radiation”
    Dr. Gerson de Souza, Universidad Federal de Río de Janeiro, Brasil
    In this lecture we will present experimental results related to the excitation and to the structure modification (radiation damage) of sulfur-containing biomolecules. We are particularly interested in the dynamics of electronically-excited biomolecules containing disulfide (sulfur-sulfur) chemical bonds. We have initially studied core-excited, volatile compounds containing carbon-sulfur (C-S) and sulfur-sulfur(S-S) chemical bonds (Bernini et al, J.Chem. Phys., 136,144307 (2012)]. This was followed by the characterization of electron-beam irradiated biomolecules (cysteine, cystine and insulin) (Simões et al, J.El.Spectr.Rel.Phen., 193, 21 (2014). In both cases photoabsorption spectra (NEXAFS) were obtained around the sulfur core edges, using synchrotron radiation. We are currently studying the S 1s excitation of peptides (cystine and gluthathione) in solution and in solid phase. We will also briefly comment on the present availability of new generation synchrotron radiation sources, with particular emphasis on the construction of the new Brazilian synchrotron source, SIRIUS (Science, vol 340, p. 419, 2013 and Nature, vol 501, p. 148, 2013).
  2. Física Nuclear
    Dr. Jesús Lubian, Universidad Federal Fluminense, Brasil
  3. Partículas y Campos
    Dr. Daniel Tapia Takaki, Universidad de Kansas, USA
  4. Estado Sólido
    Dr. Luis Mochan, ICF-UNAM
    “Generación de segundo armónico en materiales nanoestructurados”

    La suceptibilidad dipolar no lineal de segundo orden es un tensor de tercer rango responsable de la generación no lineal del segundo armónico óptico (GSA). Dicho tensor se anula en el seno de materiales centrosimétricos debido a las reglas de selección. Sin embargo, en interfaces la centrosimétría se pierde y una polarización no lineal intensa puede ser inducida en su vecindad [1]. Es por ello que nanopartículas podrían ser fuente de señales de SH intensas a pesar de estar compuestas de materiales centrosimétricos, dada su alta razón superficie-volumen. Desafortunadamente, para geometrías simples en que la forma misma de las nanopartículas es centrosimétrica, como en el caso de nanoesferas, o cuando la orientación de las nanopartículas es azaroza, las contribuciones de distintas partes de las interfaces se cancelan entre sí, dejando exclusivamente una contribución de carácter cuadrupolar [2]. La naturaleza cuadrupolar del SA radiado por arreglos de nanopartículas ha sido verificada experimentalmente y se han desarrollado técnicas para incrementar su señal varios órdenes de magnitud [3].

    En este trabajo estudiamos la GSA producida por un arreglo ordenado de nanopartículas hechas de materiales centrosimétricos pero con una geometría no centrosimétrica, para la cual las distintas contribuciones no se cancelan mutuamente. Para ello, extendemos un formalismo muy eficiente previamente desarrollado para obtener la respuesta dieléctrica macroscópica de materiales nanoestrucurados de geometría y composición arbitraria [4]. Este formalismo emplea la recursión de Haydock para obtener una base en que la respuesta microscópica se representa como una matriz tridiagonal en la cual la respuesta macroscópica puede identificarse fácilmente. Adicionalmente, éste método conduce a un conjunto de estados de Haydock que permiten el cálculo del campo microscópico. Como éste tiene muy rápidas variaciones a través de ls superficie de las nanopartículas, produce una GSA apreciable que calculamos empleando el modelo de dipolium [1].

    Nuestros resultados numéricos confirman que materiales nanoestructurados hechos de nanopartículas o nanocavidades con geometrías no centrosimétricas son fuente de una GSA que escala con la razón superficie-volumen. Esto permite diseñar novedosas fuentes de segundo armónico, tal y como fibras ópticas no lineales con empatamiento de fase fabricadas con materiales ordinarios pero nanoestructuradas.

    Bibliografía

    1. B.S. Mendoza and W.L. Mochán, Phys. Rev. B 53, 4999 (1996).
    2. W.L. Mochán et al. Phys. Rev. B 68, 085318 (2003).
    3. P. Figliozzi et al. Phys. Rev. Lett. 94, 047401 (2005).
    4. W.L. Mochán et al., Optics Express 18, 22119-22127 (2010)
  5. Física Estadística
    Dr. Magdaleno Medina Noyola, UASLP
  6. Gravitación y Física Matemática
    Dr. Ulises Nucamendi, IFM-UMSNH
  7. Información Cuántica
    Dr. Julio Gutiérrez Vega, ITESM
  8. Física Médica
    “Optics applied to health care present and new perspectives”
    Dr. Salvador Vanderlei Bagnato, Instituto de Física de Sao Carlos de la Universidad de Sao Paulo, Brasil
  9. Óptica
    Dr. José Sacian, Universidad de Arizona, USA
  10. Astrofísica y Cosmología
    Dr. Andrés Sandoval, IF-UNAM
    “El observatorio HAWC estudia desde México la luz más energética del Universo”
    Con la inauguración el pasado 20 de marzo del Observatorio HAWC de Rayos Gamma, situado en el volcán Sierra Negra, Puebla, a 4,100 m de altitud, se inician las operaciones continuas de un instrumento de frontera, único en su género. Con 300 detectores de luz Cherenkov en agua cubriendo un área de 20,000 m2, HAWC observa las partículas de las cascadas atmosféricas iniciadas por rayos cósmicos y rayos gamma de energías entre 100 GeV y cientos de TeVs y producirá el primer mapa del cielo de rayos gamma de ultra alta energía creados en las regiones más violentas del Universo. Numerosas fuentes galácticas como remanentes de supernovas, pulsares, micro-quasares y fuentes extragalácticas como galaxias con núcleos activos (AGNs) serán estudiadas diariamente mientras transitan sobre el observatorio. Sus características espectrales y variación temporal a diferentes escalas de tiempo serán medidas. Se buscará detectar transientes como destellos de rayos gamma (GRBs) en gammas de alta energía, evidencia de aniquilación o decaimiento de materia obscura y detección de la evaporación de hoyos negros primordiales. HAWC también estudiará física solar, pues la tasa de llegada de rayos cósmicos de diferentes energías es sensible a modificaciones del entorno geomagnético causadas por fenómenos solares como eyecciones de masa coronal y ráfagas solares.
  11. Plasmas
    “Update on the Fusion Research Activities in Brazil”
    Dr. Ricardo Galvao, Instituto de Física da Universidade de São Paulo, São Paulo, Brasil
    The research activities directly related to fusion research started in Brazil, around 1975, in three places, Federal University of Rio Grande do Sul, under the leadership of Professor Darcy Dillenburg, State University of Campinas - UNICAMP, under the leadership of Professor Paulo Sakanaka, and University of São Paulo - USP, under the leadership of Professor Ivan Nascimento. Although the research projects of these groups were not developed on the basis of a centralized national plan supervised by the Brazilian Government, they somewhat coordinated their actions aiming at synergy and complementary opportunities for graduate students in this field. The strategy proved correct and, around ten years later, other groups appeared, more than fifty PhDs were formed, and the first strong international collaborations were established. By 2005, there were around one hundred and twenty scientists working in fusion research, not only in plasma physics but also in fusion relevant materials science, and three tokamaks operating, NOVA at UNICAMP, ETE, a “spherical tokamak” at the National Institute for Space Research – INPE, and the largest, TCABR, at USP. In 2006 the Brazilian National Commission of Nuclear Energy established a National Network for fusion research and, in 2013, a collaboration agreement on fusion research was signed between Brazil and EURATOM. Nonetheless, due to oscillations in funding and the opportunities that were opened in technological plasma applications, the fusion community suffered a substantial reduction in the last decade and the NOVA tokamak was closed down. In spite of that, many good results were obtained in Brazilian laboratories in the last ten years or so, regarding the achievement of regimes of improved energy confinement, study of global Alfvén waves, including the toroidal Alfvén eigenmodes, characterization of plasma turbulence, development of first wall materials for fusion reactors, study of the effects of plasma rotation, etc. The Brazil EURATOM agreement led to relevant participation of Brazilian groups in the development of diagnostics for JET, the largest tokamak currently in operation. In this a seminar, after a brief exposition of the historical facts about the evolution of the Brazilian fusion program, I will discuss the most relevant recent results and future plans to consolidate fusion research in Brazil.