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EPIC School (11-14 October 2022)
Upcoming seminars:
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Title: "El camino para apreciar paisajes diminutos. Microscopía de moléculas individuales"
Speaker: Arturo García Vesga (Centro Nacional de Biotecnología CNB/CSIC)
Talk #16
Date: 10 December 2020 at 11h00 (UTC-5h)
Format: Zoom talk
Abstract in Spanish:
Con la cuantificación progresiva de la biología se hacen necesarios formalismos rigurosos y técnicas cada vez más potentes. Daremos un repaso a la microscopía óptica y a la biofísica. Y veremos cómo se imbrican para describir los mecanismos biológicos a partir de las unidades básicas, las moléculas. En resumen: física experimental para estudiar las interacciones entre proteínas y lípidos, los engranajes básicos de la biología.
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Past seminars:
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Talk #1:
Title: "Entre quarks y chocolate suizo"
Speaker: Alejandro Gómez Espinosa (ETH Zurich)
Format: Charla presencial
Venue: Aula RME 129, Edificio de relación con el medio externo, EARME, Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador
Date: 09 - 01 - 2020 (11h00)
Abstract in Spanish:
El modelo estándar de la física de partículas es la teoría científica más precisa jamás desarrollada y sin embargo sabemos que existen varios fenómenos físicos que no pueden ser descritos con este modelo. Para buscar grietas en el modelo estándar, o para confirmar con mayor precisión sus características, el más grande experimento de la historia tuvo que ser construido: el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). El LHC del CERN está localizado en la frontera franco-suiza y en su perímetro abarca cuatro grandes experimentos. Uno de estos es CMS en el cual he trabajado por casi una década. En esta charla describiré cómo, entre quarks y chocolate suizo, físicos de partículas de todo el mundo trabajan en la búsqueda de física más allá del modelo estándar.
Talk #2:
Title: "El enigma de las nubes atómicas en el centro de nuestra Galaxia"
Speaker: Wladimir Banda-Barragán (Universität Hamburg)
Format: Charla virtual
Venue: Aula RME 129, Edificio de relación con el medio externo, EARME, Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador
Date: 16 - 01 - 2020 (11h00)
Abstract in Spanish:
En esta charla describo las propiedades de una población de nubes atómicas que habitan el centro Galáctico y que tienen propiedades cinemáticas anómalas. Además, explico cómo el uso de super-computadoras nos está ayudando a entender estas propiedades, y cómo ustedes también pueden contribuir al desarrollo de nuevos modelos astrofísicos.
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Talk #3:
Title: "Microscopía, Ciencias de la Computación & Biofísica: un enfoque interdisciplinario al estudio sistemas biológicos"
Speaker: Hernán Andrés Morales-Navarrete (Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics -- MPI-CBG)
Format: Charla presencial
Venue: Aula RME 129, Edificio de relación con el medio externo, EARME, Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador
Date: 23 - 01 - 2020 (11h00)
Abstract in Spanish:
Uno de los mayores desafíos en Biología es entender cómo complejos sistemas -como tejidos biológicos, están organizados, y cuál es la relación entre ésta organización y las funciones biológicas del sistema. Hoy en día, debido al vertiginoso desarrollo de técnicas de microscopía, somos capaces de monitorear sistemas biológicos a diferentes escalas de complejidad: desde escalas sub-celulares hasta organismos completos. Esta información puede ser usadas para desarrollar modelos computacionales capaces tanto de describir el sistema, así como predecir su comportamiento antes perturbaciones. Durante esta charla presentaré como combinando técnicas microscopía, análisis y reconstrucción de imágenes, así como teoría de Materia Condensada y simulaciones computacionales, estudiamos la estructura y función del tejido hepático.
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Talk #4:
Title: "El fascinante mundo de los neutrinos"
Speaker: Luis Manzanillas (Max Planck Institute for Physics)
Format: Charla virtual
Venue: Aula RME 129, Edificio de relación con el medio externo, EARME, Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador
Date: 06 - 02 - 2020 (11h00)
Abstract in Spanish:
Pese a ser las partículas más abundantes del Universo, los neutrinos siguen siendo las partículas fundamentales que menos conocemos. Pese a ello, las oscilaciones de neutrinos son la única prueba directa de la existencia de física más allá del modelo estándar. En esta charla haré una descripción de las propiedades de los neutrinos. Además presentaré el estado experimental de este apasionante campo y lo que podríamos conocer en el corto y mediano plazo con los experimentos actuales y futuros.
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Talk #5 (in English):
Title: "Multiscale analysis of liver tissue organization"
Speaker: Hernán Andrés Morales-Navarrete (Pontificia Universidad Católica del Ecuador)
Format: Online talk
Date: 16 - april - 2020 (11h00 - UTC-5h)
Abstract:
We studied the structural organization of liver tissue by combining confocal microscopy, digital image reconstruction and soft-condensed-matter-physics concepts. Liver tissue follows of a hierarchical multiscale order that emerges from local cellular self-organization.
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This is part of "eLife and COVID-19: Keeping communications open with online research talks"
Talk #6:
Title: "Películas orgánicas monomoleculares como base de nuevos dispositivos electrónicos"
Speaker: Henrry M. Osorio C. (Escuela Politécnica Nacional)
Format: Online talk
Date: 16 - april - 2020 (11h00 - UTC-5h)
Abstract in Spanish:
Dispositivos electrónicos formados a partir de las propiedades eléctricas de una molécula anclada entre dos o tres electrodos, más conocido como Electrónica Molecular, emergen como candidatos para sustituir a la actual tecnología CMOS. No obstante, existen una serie de retos científico-tecnológicos que deben ser superados para que la Electrónica Molecular se convierta en una tecnología funcional y comercializable. Entre estos retos destaca la incompatibilidad que existe entre el desarrollo de un dispositivo electrónico unimolecular (unión metal-molécula-metal) y los procesos de fabricación de dispositivos a gran escala. Una idea ingeniosa para superar este inconveniente es desarrollar dispositivos con varias moléculas ordenadas en forma de película monomolecular (unión metal-película orgánica-metal). Estos estudios han permitido revelar ciertas propiedades que presentan los ensamblajes moleculares pero no las moléculas individuales. Sin embargo, para que esta estrategia cumpla con los objetivos deseados resulta trascendente desarrollar metodologías que permitan fabricar el electrodo superior sin dañar la película orgánica ni cortocircuitar el sistema. En esta charla se darán a conocer algunos avances relacionados tanto a las propiedades de dispositivos basados en películas moleculares como a la deposición efectiva del electrodo superior.
Talk #7:
Title: "Introducción al método de Elementos Finitos"
Speaker: Pablo Rodriguez-Lopez (Universidad Rey Juan Carlos)
Format: Online talk
Date: 7. may 2020 (11h00 - UTC-5h)
Abstract in Spanish:
Los Elementos Finitos son una herramienta que nos permite solucionar Ecuaciones en Derivadas Parciales numéricamente, lo que es muy útil en ingeniería y física computacional. En esta charla se hará una exposición teórica seguida de la presentación del programa FreeFem++ como ejemplo de uso.
Talk #8:
Title: "Biophysics Now! A story of proteins, cells and tissues. "
Speaker: Lupe Villegas-López (Instituto de Optica (IO-CSIC), Madrid-España)
Format: Online talk
Date: 14. may 2020 (11h00 - UTC-5h)
Abstract in Spanish:
Entender cómo funcionan los sistemas biológicos ha captado el interés de los seres humanos en el último siglo, lo que ha llevado a enfoques multidisciplinares que conjugan la biología, la química, la física y la ingeniería. La idea siempre ha sido usar el enfoque físico para comprender las preguntas importantes relacionadas con la función biológica. Actualmente, la investigación en biofísica se encuentra enfocada en desarrollar nuevos microscopios y en mejorar los métodos computacionales. En esta charla enumeraré diversas técnicas experimentales que se usan para el estudio de sistemas biológicos enfocándome en problemas relacionados con moléculas, células y tejidos.
Talk #9:
Title: "Spin-Flip to open the ring"
Speaker: Edison Salazar (University of Groningen )
Format: Charla virtual
Date: 21. may 2020 (11h00 - UTC-5h)
Abstract in Spanish:
Los procesos de excitación y desexcitación molecular desempeñan roles fundamentales tanto en la ciencia como en la vida cotidiana. Un claro ejemplo de ello es la conversión fotoquímica entre el 1,3-ciclohexadieno y el 1,3,5-hexatrieno. Este mecanismo de reacción ha sido ampliamente estudiado ya que es uno de los pasos fundamentales en la síntesis de la vitamina D3 en la piel. Además, ha sido utilizado para el desarrollo de dispositivos electrónicos moleculares como los motores y fotointerruptores moleculares (cuyo desarrollo fue reconocido en el 2016 con el Premio Nobel en Química). La clave para entender este mecanismo radica en estudiar las propiedades fotocrómicas del 1,3-ciclohexadieno. Los métodos teóricos basados en funciones de onda multireferencia han permitido comprender y profundizar en el entendimiento de este mecanismo. Sin embargo, muchos de estos métodos son computacionalmente costosos, haciéndolos poco transferibles a sistemas moleculares más grandes y complejos. En esta charla presentaremos una novedosa investigación de este mecanismo empleando un método de bajo costo computacional, basado en la teoría del funcional de la densidad dependiente del tiempo y Spin-Flip.
Charla #10:
Tema: "How to measure the invisible gas in galaxies?"
Expositor: Helga Dénes (ASTRON )
Formato: Charla virtual en inglés
Lugar: Esta charla será solo virtual, a través del sistema Indico.
Fecha: jueves 28 de mayo de 2020 (11h00)
Resumen:
Stars and dust form most of the visible components of galaxies, but what about the unseen gas? We can measure the gas in nearby galaxies with radio telescopes. The gas in galaxies is very important because that is the fuel for star formation. Most galaxies can form stars as long as they have gas and stop their star formation, once there is no more gas. In my talk I will explain the basics of how galaxies use their gas and how astronomers can observe the different types of gas in galaxies.
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Talk #11:
Title: "Computers and Cells – Biophysics of Lipid Membranes at the Atomic Scale"
Speaker: Viviana Monje-Galvan (The University of Chicago)
Date: 2 July 2020 (11h00 UTC-5h)
Format: Online talk via Zoom
Summary:
Molecular dynamics (MD) is a computational technique based on statistical thermodynamics; it can serve as a computational microscope as well as complement or aid in the design of experiments. MD studies can be critical for the study of biomolecules, propose mechanisms and quantify the dynamics of a process. These simulations predict the trajectory of a system based on the forces that act on each of the components. A trajectory is obtained by solving Newton’s law of motion for every component in the system at a given frequency. The simulation parameters constitute the ‘force field’ and are determined based on experimental and quantum mechanics to describe bonded, non-bonded, and short/long range electrostatic interactions. In this talk I will discuss the use of atomistic MD to understand the biophysics of cellular membranes and their interaction with proteins. Specific examples include realistic membrane modeling and the interaction of peripheral membrane proteins with model membranes. Since we simulate explicitly all the atoms in the system, we can quantify specific protein-lipid contacts as well as mechanical and structural properties of the membrane. These results provide additional understanding of key mechanisms for membrane sensing and targeting in complement to what can be learned from experiment.
Talk #12:
Title: "Átomos y moléculas en el Universo"
Speaker: Andrés Ramos (University of Groningen)
Date: 13 August 2020 (11h00, UTC-5h)
Format: Zoom talk
Abstract in Spanish:
En los últimos 20 años el uso de telescopios espaciales ha abierto una ventana de observación hacia el Universo que no era posible observar con facilidad. Algunos de ellos, como el telescopio espacial Spitzer, se enfocaron en longitudes de onda del infrarrojo. Esta parte del espectro electromagnético es de gran importancia debido a que algunos procesos físicos son más notorios, como el procesamiento del polvo interestelar. Es por esto que las emisiones provenientes de galaxias en el infrarrojo son importantes para comprender la evolución y formación de las galaxias en el Universo. La idea de la charla es ir desde los conceptos básicos hasta el estado del arte de las investigaciones que se pueden realizar con telescopios espaciales.
Talk #13:
Title in Spanish: "Calentamiento Dependiente de la Elevación (EDW) sobre los Andes Ecuatorianos"
Speaker: Oscar Chimborazo (University at Albany, State University of New York)
Date: 10 september 2020 (11h00, UTC-5h)
Format: Zoom talk
Abstract in Spanish:
Existe evidencia de que las regiones montañosas experimentarán un calentamiento más acentuado que las regiones aledañas con menor elevación. A este fenómeno se le conoce como Calentamiento Dependiente de la Elevación (CDE). Las causas de este calentamiento más pronunciado en elevaciones mayores no se comprenden con claridad. Usando observaciones de temperatura y datos del modelo Weather Research and Forecasting (WRF) configurado para estudiar el clima y con una alta resolución horizontal y vertical, se estudiaron algunos factores atribuibles al CDE sobre los Andes Ecuatorianos. Estos factores actúan combinadamente y se retroalimentan amplificando el calentamiento de la superficie en las regiones con mayor elevación.
Talk #14:
Title in Spanish: "Óptica Cuántica aplicada a la Computación Cuántica"
Speaker: Giovanni Ramírez García (Instituto de Investigación en Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de San Carlos de Guatemala)
Date: 25 Septembre 2020 (11h00, UTC-5h)
Format: Zoom talk
Abstract in Spanish:
La óptica cuántica es uno de los campos de la física con mucha actividad debido a la cantidad de aplicaciones que tiene. La óptica cuántica usa la cuantización escalar de los campos electromagnéticos, que se basa en el oscilador armónico cuántico, para caracterizar una base de estados fotónicos que se pueden usarse en la computación cuántica.
La computación cuántica es la materialización de un nuevo esquema de procesamiento de información que se basa en el aprovechamiento de las propiedades cuánticas de los sistemas, por ejemplo el entrelazamiento cuántico y la superposición de estados. Esto permite que la computación cuántica tenga capacidad superior de procesamiento comparada con la computación clásica.
En esta charla vamos a explorar algunas de las bases de la óptica cuántica para luego explicar cómo podríamos usar estos fenómenos para elaborar un qubit, que es la unidad básica de la información cuántica, y las compuertas cuánticas para procesarlos
Talk #15:
Title: "El lado oscuro de los aceleradores de partículas"
Speaker: Cristina Ana Mantilla Suarez (Johns Hopkins University & Fermilab, USA)
Date: 15 October 2020 (11h00, UTC-5h)
Formato: Charla en línea a través de Zoom
Abstract in Spanish:
La naturaleza exacta de la materia oscura es una de las preguntas mas apremiantes y relevantes para muchos campos de la Física. Una de las teorías mas populares asume que la materia oscura se comporta como toda la otra materia del universo: en forma de partículas en la escala microscópica. Como ninguna de las partículas conocidas pueden explicar la gran componente de materia oscura que observamos en nuestro universo, buscamos una nueva partícula o un conjunto de estas. La gran dificultad es que no sabemos la masa(s) de dicha partícula(s) y por lo tanto debemos emplear varios tipos de experimentos para cubrir un gran rango de masas.
En esta charla voy a hablar de experimentos en aceleradores que buscan materia oscura "liviana" y, de como la gran intensidad de sus haces y la gran cantidad de sus colisiones incrementan su potencial de descubrimiento.
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