Ciclo de conferencias 2020

Resumen:

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.

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Resumen:

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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Resumen:

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 usada 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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Resumen:

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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Resumen:

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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Parte del programa:

"eLife and COVID-19: Keeping communications open with online research talks"

Resumen:

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.

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Resumen:

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.

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Resumen:

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.

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Resumen:

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.

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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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Resumen:

La dinámica molecular (DM) es una técnica computacional basada en termodinámica estadística; puede servir como un microscopio computacional, complementar observaciones experimentales, o influir en el diseño de experimentos. Los estudios de DM pueden ser críticos para el estudio de biomoléculas, para proponer mecanismos o cuantificar la dinámica de un proceso. Estas simulaciones predicen la trayectoria de un sistema en función de las fuerzas que actúan sobre cada uno de los componentes. Se obtiene una trayectoria de simulación resolviendo las leyes de Newton para cada componente del sistema a una frecuencia determinada. Los parámetros de simulación constituyen el "campo de fuerza" de la misma, y se determinan empíricamente o en base a cálculos de mecánica cuántica. Éstos describen las interacciones entre términos enlazados, no enlazados, interacciones van der Waals y electrostáticas. En esta charla presento el uso de simulaciones DM para estudiar la biofísica de membranas celulares y su interacción con proteínas. Ejemplos específicos incluyen el modelado realístico de membranas y la interacción de proteínas periféricas (fuera de la membrana) con dichos modelos. Dado que simulamos explícitamente todos los átomos en el sistema, podemos cuantificar los contactos específicos entre proteínas y lípidos, así como las propiedades mecánicas y estructurales de la membrana. Estos resultados proporcionan una comprensión adicional sobre mecanismos clave de enlace y reconocimiento de membranas celulares, y complementan lo que puede aprenderse de experimentos.

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