Trabajos Fin de Grado (TFG) y Diplomas de Estudios Avanzados (DEA)

Permanent URI for this collectionhttps://docta.ucm.es/handle/20.500.14352/8

Browse

Now showing 1 - 20 of 2994

Integrabilidad, caos y entrelazamiento en sistemas cuánticos: entrelazamiento cuántico en cadenas de espines XX inhomogéneas
(2024) Fernández-Delgado Ruiz, Rafael José; Finkel Morgenstern, Federico; González López, Artemio
El presente trabajo pretende explorar el concepto de la entropía de entrelazamiento cuántico del estado fundamental de los sistemas bipartitos en términos de la entropía de Rényi, con especial énfasis en las cadenas de espines inhomogéneas por sus propiedades especiales e interés teórico. Relacionaremos las familias ortogonales de polinomios y resultados clásicos de esta área con métodos de diagonalización de hamiltonianos de cadenas cuando éstos se restringen al subespacio de una partícula. Dada la inviabilidad computacional y el escalamiento exponencial de la complejidad de los cálculos con el tamaño del sistema, recurriremos a técnicas propias de teorías cuánticas conformes en (1 + 1) dimensiones, las cuales proporcionarán fórmulas asintóticas para la entropía de entrelazamiento del vacío de un cierto hamiltoniano. Se realizarán simulaciones numéricas con Mathematica a fin de comparar y extraer cuán buenas resultan ser estas expresiones en el límite continuo de nuestros modelos discretos; todo esto tiene como objetivo obtener propiedades acerca del comportamiento crítico de nuestros sistemas, que viene regido por la dependencia de la entropía de entrelazamiento con N, el número de sitios de la cadena. El estudio se centrará en dos familias específicas de cadenas: la cadena de Lamé y la cadena de Rindler, donde haremos una comparativa entre las similitudes y diferencias de ambas, pudiendo así extraer de ellas propiedades universales de los modelos de cadenas inhomogéneas.
Superradiance in black holes: Introduction to the black hole physics
(2024) Salas Moreno, Paula; Rubiera García, Diego
Abstract: The phenomenon of superradiance in black holes is a consequence of the Kerr metric, due to the appearance of the ergosphere. This process is explained in a context of thermodynamics and quantum mechanics, from a model of interaction between a quantum field and a thermal bath. It explains the relationship between the population of high energy modes in a quantum field and the amplification of radiation after interacting with a black hole. Previously, the classic predecessor of superradiance, the Penrose process, is addressed for a better understanding. Two of the main mechanisms that could generate observable astrophysical evidence are studied: the interaction of a black hole with ultralight bosons and the production of energy in the jets of AGNs.
Conflicto social y acción colectiva: la protesta popular en el Madrid de la Restauración, 1885-1919
(2024) Alberola González, Fernando; San Andrés Corral, Javier
Este trabajo busca ofrecer un análisis del cambio en los repertorios de la protesta popular madrileña entre finales del siglo XIX y principios del XX, con especial atención a las resistencias de una lógica comunitaria preindustrial en las movilizaciones como forma de problematizar la dicotomía tradicional–moderno. Para ello, se describe en primer lugar el contexto de cambio económico, político y urbano que desde finales de siglo condicionó las vidas de los habitantes de la capital, así como sus motivaciones y oportunidades políticas para el conflicto social. Se pasa después a analizar la protesta a partir de casos en que se refleja el funcionamiento de la lógica comunitaria, sus transformaciones y el surgimiento de motivaciones novedosas. Primero, se identifica la reclamación de un ideal de justicia consuetudinaria en la protesta finisecular de subsistencias y antifiscal; después, se analizan las pervivencias de esta en las movilizaciones de principios de siglo, para ponerlas en relación con las primeras movilizaciones laborales y huelguísticas en su conexión con el movimiento obrero organizado, al tiempo que se señala el surgimiento de nuevas culturas políticas ciudadanas. Por último, se adopta una perspectiva espacial a fin de comprender la acción colectiva como una forma de diálogo con el ámbito significativo que constituye la ciudad, sobre el cual ejerce asimismo una agencia transformadora. A este respecto, se analizan desde las relaciones sociales y el discurso dos ambientes urbanos diferenciados, el distrito de Latina y el barrio de Cuatro Caminos. Para finalizar, se observan los itinerarios de distintas movilizaciones como elementos explicativos de sus motivaciones y objetivos.
El destino final del Universo
(2024) Alberca García, Noah; Martín Moruno, María Del Prado
Vivimos en un Universo con geometría plana, en expansión acelerada y dominado dinámicamente por una energía oscura que no comprendemos. Los datos observacionales nos ayudan a entender cómo es el Universo actualmente y cómo era en el pasado. Sin embargo, y como es lógico, estos no aportan ningún tipo de información sobre el futuro. Al no ser capaces de ver el Universo tardío, lo único que pueden hacer los físicos a día de hoy es especular sobre él. Las teorías que surgen sobre el destino del Universo tienen base científica, y aunque no se puedan apoyar en evidencias observacionales, sí siguen los cálculos y las hipótesis de la Relatividad General y la Cosmología moderna. La energía oscura es la responsable de la expansión acelerada del Universo. A diferencia de lo que ocurre con la gravedad de la materia, el efecto de la energía oscura es repulsivo. Las observaciones apuntaban a que el parámetro de la ecuación de estado de dicha energía era prácticamente ω ≃ −1. Para que la teoría de campos cuánticos fuera estable, ω ≮ −1. No obstante, los datos observacionales proporcionaban errores demasiado grandes como para despreciar ese caso prohibido, y no fue hasta finales del siglo XX cuando se propuso un tipo de energía oscura que revolucionaría por completo la física fundamental moderna. Se le apodó con el nombre de energía fantasma, la cual efectivamente se regía por una ω < −1, dando lugar a un Universo con una expansión super-acelerada. Fue la responsable de abrir la puerta a una serie de finales del Universo desconocidos hasta el momento.
Aprendizaje automático fuera del equilibrio
(2024) Bustinduy de la Guerra, Luis; Decelle, Aurelien Fabrice
Los modelos de difusión han vivido en los últimos años una serie de transformaciones y desarrollos que los han convertido en herramientas de gran utilidad y muy competitivas en el ámbito de la computación generativa. Por lo tanto a través de este trabajo trataremos de estudiar los últimos desarrollos bajo un mismo marco y buscaremos aplicar de forma experimental las conclusiones teóricas alcanzadas, así como introducir una posible conexión con el estudio de las transiciones de fase. El estudio se iniciará desde las bases de la termodinámica del no equilibrio, donde se entiende la difusión como el mecanismo de conducción consecuencia del cambio o gradiente en alguna de las propiedades de un sistema frente a una fuerza termodinámica. Al igual que hablamos de difusión de partículas o difusión del calor podemos hablar de difusión de la información en los sistemas. En este sentido buscaremos entonces estudiar cómo evoluciona la probabilidad frente a un proceso difusivo. Para lograrlo se tomará una cadena de difusión de Markov que transformará una muestra original de datos ordenada en t = 0 hacia una distribución gaussiana termalizada en t = T. De esta forma, estudiando la probabilidad del proceso buscaremos revertir su funcionamiento a través de un segundo proceso de difusión en este caso inverso. Dicho proceso inverso es el que modelizaremos empleando una arquitectura lo más sencilla posible, que permita mantener una trazabilidad del aprendizaje pero lo suficientemente práctica como para obtener buenos resultados. Se emplearán autoencoders de una sola capa oculta. Se comprobará entonces cómo el proceso inverso podrá llevar distribuciones gaussianas a la distribución original de nuestros datos y podremos generar así muestras en ese espacio totalmente nuevas.
Métodos de Monte Carlo modernos para sistemas de espines desordenados
(2024) Dejuán Bitriá, Eduardo; Martín Mayor, Víctor
En el presente trabajo consideraremos el problema de encontrar el estado de mínima energía para vidrios de espín mediante un método de Monte Carlo de cadena de Markov, llamado Parallel Tempering. El objetivo es, en primer lugar, construir un programa en C capaz de alcanzar el equilibrio térmico a temperaturas suficientemente bajas para alcanzar el estado fundamental de varias muestras de vidrios de espín, y, en segundo lugar, estudiar una propiedad termodinámica llamada “caos en temperatura” (que presenta características completamente diferentes en cada muestra), correlacionándola con el coste computacional de alcanzar el equilibrio térmico. Se obtendrán unos resultados con los que comparar con la literatura y con los que caracterizar mejor el caos de una muestra a partir de su curva del parámetro del caos.
Sección transversal de dispersión inelástica profunda semi-inclusiva
(2024) Rodríguez Hortal, Silvia; Vladimirov, Alexey
La dispersión inelástica profunda semi-inclusiva (SIDIS) es fundamental para el estudio de la estructura interna de los nucleones. En este trabajo calculamos la sección eficaz de SIDIS a primer orden en el caso no polarizado, expresada en términos de funciones dependientes del momento transversal, las llamadas funciones de distribución de partones y funciones de fragmentación, a orden de árbol.
Instrumentación de un sensor de ondas de espín para medidas de propiedades magnéticas de nanopartículas
(2024) Miguel Domínguez, Mario de; Matatagui Cruz, Daniel; Presa Muñoz De Toro, Patricia Marcela De La
Se ha desarrollado nueva instrumentación electrónica para un sensor magnético basado en la medida de los cambios de frecuencia de las ondas de espín propagadas por la superficie de una lámina de YIG (Yttrium Iron Garnet). Empleando un sistema heterodino, se ha conseguido trasladar señales de frecuencias del orden de GHz, características de estas excitaciones magnéticas, a frecuencias de MHz, legibles por un microprocesador. Se ha comprobado que este sistema no pierde sensibilidad al reemplazar el analizador de espectros, imprescindible para leer frecuencias de microondas, por un microprocesador con reloj de 150 MHz. Con este nuevo modelo, se reducen drásticamente los costes de fabricación y el tamaño del dispositivo, y se facilita la adquisición de datos.
Ocultaciones de estrellas por asteroides
(2024) Chico Herrera, Candela; LaÍnez Lezaun, MarÍa; Contreras González, José Luis
Este trabajo lleva a cabo un estudio de ocultaciones de estrellas por asteroides observadas por los telescopios MAGIC, localizados en la isla de La Palma. Principalmente se analizarán los resultados obtenidos en estas observaciones para determinar su calidad, y así determinar si estos telescopios son adecuados para este uso. Se comienza por definir en detalle los conceptos importantes relacionados con las ocultaciones, que supondrán una base necesaria para la posterior comprensión del análisis. A eso le sigue la descripción del proceso de obtención de las predicciones de estos eventos, que se hacen mediante el programa Occult Watcher y de la librería de Python SORA. Se procede entonces a presentar los resultados obtenidos en las observaciones que se han identificado como exitosas. Por último, se pone a prueba el método de fotometría rápida de MAGIC con la ocultación positiva.
Cristal temporal continuo en estado SMBF
(2024) Alonso Reíllo, Gonzalo; Muñoz De Nova, Juan Ramón; Sols Lucía, Fernando
Los estados fuera del equilibrio han sido fuente de estudio a largo de los últimos años, gracias a los avances técnicos que nos han permitido ahondar en distintos sistemas antes inaccesibles. Uno de los sistemas más interesante que encierran este tipo de estados son los sistemas de Floquet. En este trabajo estudiaremos los estados de Floquet, en especial los estados de Floquet espontáneos por interacción de muchos cuerpos (spontaneous many body Floquet o SMBF) y lo relacionaremos con el estado de emisión continua de solitones (CES), al que llega un condensado de Bose-Einstein y que nosotros hemos simulado computacionalmente a lo largo del tiempo. Examinaremos también sus propiedades cristalinas, comparándolos con los cristales de tiempo, un nuevo estado de la materia fuera del equilibrio que rompe la simetría de translación temporal.
Aplicación de técnicas de aprendizaje automático en Física de Astropartículas
(2024) Martínez Ciriza, Íñigo; Contreras González, José Luis; Nieto Castaño, Daniel
La Física de Astropartículas está experimentando en los últimos años un rápido crecimiento en el tamaño y complejidad de los datos registrados. Por ello, las técnicas de aprendizaje automático se están utilizando cada vez más frecuentemente con el fin de analizar y extraer conclusiones de la ingente cantidad de datos obtenidos. En este trabajo se aplican algunas de las técnicas de aprendizaje automático a datos reales y simulados recogidos por un telescopio prototipo de CTA (Cherenkov Telescope Array), el LST-1. A partir del uso de estas técnicas se estudia su eficiencia a la hora de distinguir sucesos creados por hadrones o rayos gamma. También se estudian las diferencias entre los sucesos simulados y los reales, para analizar cómo se pueden mejorar las simulaciones y encontrar así las debilidades de los modelos.
El destino final del Universo
(2024) Pérez Rodrigo, Alicia; Martín Moruno, María Del Prado
El trabajo ofrece una visión integral y actualizada del campo de la cosmología en la exploración del destino último del Universo. Comenzando con una sólida base de fundamentos cosmológicos, se examina la naturaleza de la gravedad, los principios cosmológicos fundamentales y las observaciones del fondo cósmico de microondas. Se profundizará en la expansión del Universo desde la ley de Hubble hasta las geometrías del espacio-tiempo bajo la métrica FLRW, así como las evidencias que la respaldan. Puesto que el modelo cosmológico estándar presenta problemas, se analizarán otros modelos. Se dedicará especial atención al fenómeno de la energía oscura, explorando conceptos como la constante cosmológica y la energía oscura dinámica, en particular, la energía fantasma. Además, se investigará la dinámica del universo desde su origen hasta sus posibles finales, incluidas las singularidades y otros escenarios abruptos. Finalmente, se explican algunas de las técnicas de observación utilizadas en este campo.
Caos y física estadística en sistemas cuánticos
(2024) Lozano Iglesias, Samuel; Relaño Pérez, Armando
Se presenta un estudio de la transición entre comportamientos predecibles (integrables) y comportamientos caóticos en los sistemas cuánticos. En la primera sección se introduce la Teoría de Matrices Aleatorias, destacando las colectividades gaussianas más importantes para describir sistemas cuánticos caóticos. Asimismo, se expone la caracterización de estas colectividades por la distribución de los autovalores de sus matrices aleatorias. Esto se utiliza en la segunda sección para distinguir situaciones integrables y caóticas en un contexto cuántico, además de definir tres estadísticos (s, r y gap ratio) que permiten analizar el espectro de niveles del hamiltoniano del sistema. En la última sección se aplica el análisis a una red de Tavis-Cummings, modificando la fuerza de interacción entre espines y fotones y también rompiendo simetrías, con el fin de describir la transición. Finalmente, se concluye que la transición es cualitativamente monótona y continua, pudiendo expresar las propiedades de su distribución espectral como una combinación convexa de las propiedades de un comportamiento integrable y las de uno caótico.
Control de sistemas multiagente y sus aplicaciones
(2024) Román Camacho, Juan Bosco; García Pérez, Lía; Jiménez Castellanos, Juan Francisco
Encontrar el máximo de cualquier distribución en el mundo físico es un problema de gran interés hoy en día. Desde encontrar fugas de petróleo en el océano a fuentes de radiación en zonas conta- minadas. Es muy valioso entender estos comportamientos desde el punto de vista de los sistemas multiagente. Para ello es necesario medir un número suficiente de puntos, eligiéndolos estratégica- mente de la mejor manera posible para lograr la mayor eficiencia. Medir con suficiente precisión magnitudes en un terreno impredecible se puede resolver mediante el uso de un enjambre de agentes simples y con una capacidad de movimiento y comunicación muy limitada, contando con un alto número de ellos como ventaja. Además, pueden ser muy pequeños y capaces de comunicarse local- mente en entornos donde es difícil la comunicación a larga distancia, consiguiendo a pesar de ello un comportamiento global organizado y eficiente.
Dinámica electrónica en materiales bidimensionales
(2024) García Alonso, Adriana; Domínguez-Adame Acosta, Francisco
A la hora de estudiar cómo se comporta un material, no sólo hay que tener en cuenta su composición, sino también su dimensionalidad y su estructura. El aislamiento del grafeno en 2004 revolucionó el interés por los materiales bidimensionales, el cual continúa presente hoy en día, ya que estos materiales muestran características muy diferentes a las de los materiales tridimensionales masivos con la misma composición. En concreto, los dicalcogenuros de metales de transición presentan propiedades extraordinarias relacionadas con la optoelectrónica, debido a su estructura cristalina, a la aparición de un gap directo cuando se reducen las dimensiones del cristal, y a la creación de pares ligados electrón-hueco. En este trabajo se presenta una revisión bibliográfica de estos materiales, donde se incluyen sus propiedades más notables, además de una contribución personal, en la que se ha desarrollado un modelo teórico que estudia el comportamiento de un excitón bajo la acción de un campo eléctrico externo, seguido de un análisis sobre las medidas eléctricas tomadas en muestras de disulfuro de molibdeno bidimensional MoS2 aisladas en el laboratorio.
Perspectiva física del origen y evolución de la Tierra
(2024) González Balsera, Nazaret; Negredo Moreno, Ana María
Este trabajo aborda, mediante una revisión bibliográfica, algunas cuestiones abiertas sobre el origen del sistema solar y la habitabilidad planetaria, recogiendo las hipótesis más aceptadas en la actualidad. Se proporciona una visión general de los requisitos necesarios para la existencia de vida en un planeta, centrándose principalmente en la existencia de agua líquida. Además, se incluyen modelos cuantitativos que reflejan la relación entre las características intrínsecas y extrínsecas de un planeta y la posible existencia de agua líquida. Se representa la evolución de la temperatura superficial a lo largo del tiempo para la Tierra y para Venus, sirviendo esta representación para discutir la presencia o no de agua líquida en estos planetas en una edad temprana. Por último, se realiza una revisión del conocimiento actual sobre los exoplanetas descubiertos hasta la fecha y su posible habitabilidad.
Estudio de la dinámica de las ecuaciones cosmológicas de los modelos de campo escalar
(2024) Merino León, Celia; Cruz Pérez, Javier de
En este trabajo se estudia la dinámica de las ecuaciones cosmológicas para modelos de campo escalar como alternativa a la constante cosmológica. Para ello, se introducirán nuevas variables que nos llevarán a las ecuaciones diferenciales que gobiernan la evolución de los parámetros de densidad, y se analizará la estabilidad de sus soluciones. Además, se estudiarán casos con acoplamiento entre materia no relativista y energía oscura, así como potenciales con valores del parámetro λ no constante. Así, se concluirá que solo algunos modelos son compatibles con una expansión acelerada como la que se observa experimentalmente.
Los límites de la predicción meteorológica: las ecuaciones de Lorenz y el efecto mariposa
(2024) Oro García, Javier de; De La Cámara Illescas, Álvaro
En este trabajo mostraremos que el sistema atmosférico es caótico y, a la hora de predecir estados, existe una gran sensibilidad a las condiciones iniciales. La solución más efectiva y extendida es tratar la información de una manera probabilista con la “predicción por conjuntos”. Todo esto lo ejemplificaremos con el Sistema de Lorenz, resolviendo sus ecuaciones, graficando las trayectorias que toman sus soluciones en el espacio de fases y acumulando en un histograma las posiciones finales de las mismas. Por último, pondremos un ejemplo real de cómo los modelos europeo y estadounidense difirieron en sus previsiones para la trayectoria del huracán Sandy en 2012.
Caracterización de sistemas exoplanetarios
(2024) Checa Gómez, Héctor; Montes Gutiérrez, David; González Álvarez, Ester
El objetivo de este trabajo de fin de grado es la detección y caracterización de dos sistemas exoplanetarios a partir de la combinación de los dos principales métodos de detección: el método de la velocidad radial, y el de los tránsitos fotométricos. Para ello se emplea el software Exo-Striker. Así mismo, los datos empleados para el estudio han sido obtenidos por los espectrógrafos CARMENES y HIRES, y por el telescopio espacial TESS. Concretamente, se comprueba la presencia de un mini-Neptuno denominado TOI-4438 b orbitando la estrella TOI-4438 aproximadamente cada 7,44 días, con un radio de Rb = 2,52 ± 0,13 R⊕ , una masa de Mb = 5,4 ± 1,1 M⊕ , una densidad de ρb = 1,85 ⁺⁰·⁵¹ ₋₀.₄₄ · g cm ⁻³, y una temperatura de equilibrio de Teq,b = 435 ± 15 K. Se comprueba también la presencia de dos planetas rocosos orbitando la estrella HD 260655, llamados HD 260655 b y HD 260655 c. HD 260655 b posee un periodo de aproximadamente 2,77 días, un radio de Rb = 1,240 ± 0,023 R⊕, una masa de Mb = 2,14 ± 0,34 M⊕ , una densidad de ρb = 6,2 ± 1,0 g cm ⁻³ , y una temperatura de equilibrio de Teq,b = 709 ± 4 K. HD 260655 c, en cambio, tiene un periodo de aproximadamente 5,71 días, un radio de Rc = 1,533 ⁺⁰·⁰⁵¹ ₋₀.₀₄₆ · R ⊕, una masa de Mc = 3,09 ± 0,48 M⊕ , una densidad de ρc = 4,7 ⁺⁰·⁹ ₋₀·⁸ g cm⁻³, y una temperatura de equilibrio de Teq,c = 557 ± 3 K.
Distribuciones espectrales de energía y cinemática de galaxias en cúmulos
(2024) Martín Puebla, Marina; Gil De Paz, Armando
En el estudio de la cosmología y la formación de estructuras a gran escala en el universo, los cúmulos de galaxias son una de las agrupaciones más interesantes para comprender los procesos físicos que determinan la evolución de las galaxias. Este trabajo estudia la morfología y el color de las galaxias en el cúmulo Abell 2390, situado a z=0.23, empleando datos proporcionados por Legacy Survey y el telescopio del proyecto internacional Sloan Digital Sky Survey. El análisis se lleva a cabo con información proporcionada por fotometría de banda ancha, empleando el software TOPCAT y Bagpipes. Mediante el análisis de la muestra, el objetivo principal es estudiar la distribución espectralde las galaxias que componen el cúmulo, para inferir propiedades fundamentales como la tasa de formación estelar, la edad, el desplazamiento al rojo o la masa estelar de las galaxias. Además, se diferenciará la muestra según el color, clasificando las galaxias como parte de la secuencia roja o la nube azul y según su morfología (galaxias de los primeros o últimos tipos). De esta forma, se deducen las propiedades de las galaxias en cúmulos a desplazamientos al rojo intermedios, teniendo en cuenta su distribución espectral de energía y los modelos de poblaciones estelares.

Browse

Recent Submissions