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Libro de Resúmenes

Comité Organizador:

Yolbeiker RodríguezJuan Manuel Calles

— UTFSM — — PUCV —

Carlos GarcíaCristóbal Sifón

PanoramasPanoramas

PANORAMAS 2020Encuentro de estudiantes del programa conjunto UTFSM - PUCV

Doctorado en Ciencias Fısicas

Towards integrated quantum circuits

Maritza Ahumada Cortes (UTFSM)Profesor: Dr. Pedro Orellana Dinamarca

Abstract

In this talk, I will give an overview of our recent proposal for a prototypeintegrated quantum circuit model system: a multi-functional quantum junctioncomprising three-level atomic nodes that couple two waveguides [1]. We con-sider nodes with the Λ-scheme of the allowed optical transitions, one of which isdriven by an external classical electromagnetic field controlling the mode of thesystem operation. Studying the dynamics of the optical pulse, we show thatthe proposed integrated junction can operate as a controlled router or switch, a1/4-splitter, a delay line, or a storage node. The system also offers a possibilityof intrinsic parallelism of quantum operations and can provide useful guidelinesfor making possible future quantum circuitry building blocks more scalable andintegrated [2].

References

[1] M. Ahumada, P. A. Orellana, F. Domınguez-Adame, and A. V. Malyshev.Physical Review A 99, 033827 (2019).[2] Authors: M. Ahumada, P. A. Orellana, and A. V. Malyshev.

Acknowledgements

P. Orellana and M. Ahumada acknowledge financial support from FONDE-CYT Grant No. 1180914 and 1201876, and DGIIP UTFSM. M. Ahumada alsoacknowledges support from CONICYT Doctorado Nacional through Grant No.21141185.



Anomalıas del CMB: Supresion del Espectro dePotencia de la Temperatura y la Asimetrıa

Hemisferica. Posible explicacion a la luz de unmodelo de Universo Emergente

Carlos Rıos Morales (PUCV)Profesor Patrocinante: Ramon Herrera Apablaza

Resumen

Las mediciones realizadas al Fondo de Radiacion Cosmico por el SatelitePlanck, confirman la existencia de ciertas anomalıas predichas por misionesanteriores (COBE, WMAP), como son la supresion del Espectro de Potenciade la Temperatura para bajos multipolos y la Asimetrıa Hemisferica. Utilizandoun modelo de Universo Emergente se pretenden explicar dichas anomalıas.

References

[1] Guth A., The inflationary universe: A possible solution to the horizon and flat-ness problems, 1981 Phys. Rev. D 23 347.

[2] Ellis G. F. R. and Maartens R., The emergent universe: Inflationary cosmologywith no singularity, 2004 Class. Quant. Grav. 21 223.

[3] C. Rios, P. Labrana and A. Cid, J. Phys. Conf. Ser. 720, 012008 (2016).doi:10.1088/1742-6596/720/1/012008


Doctorado en Ciencias Físicas

Mecanismo de Seesaw Baja Escala en una Teoríacon Sector Escalar y Fermiónico Extendido yAlgunos Aspectos Fenomenológicos de ésta.

Juan Marchant González (UTFSM)Antonio Cárcamo Hernández

ResumenFormulamos un modelo viable de seesaw a baja escala, donde las masas de los

fermiones cargados del Modelo Estándar (SM), exceptuando la del quark top,surgen de un mecanismo de Seesaw Universal mediado por fermiones vectoria-les cargados. Las pequeñas masas de los neutrinos ligeros activos se producen apartir de un mecanismo de Seesaw Inverso mediado por neutrinos derechos deMajorana. Nuestro modelo se basa en el grupo de simetría A4, complementadopor simetrías cíclicas, cuya ruptura espontánea produce el patrón observado demasas y mezclas de fermiones elementales en el SM. El modelo puede ajustarlos momentos dipolares magnéticos anómalos del muón y del electrón y prediceuna alta supresión para los procesos de decaimiento µ→ eγ y τ → µγ, mientrasque para el decaimiento τ → eγ, éste predice probabilidades dentro del alcancede los próximos experimentos.



Soliton movement in presence of dissipation and alocalised force

Elram Figueroa Alfonzo (PUCV)

Monica Garcıa Nustes

Abstract

A soliton is a localised traveling wave that it has a permanent profile andit retains its shape after an interaction with others. Now we know that thisphenomenon can occur, under suitable conditions, due to a “balance” betweenthe dispersion (or dissipation) and the nonlinearity of the medium. In thisresearch we study numerically the influence of a constant external force anda dissipative term given by −γ∂tu(x, t), with u a field, over a system that isdescribed by the equation 1

c2∂ttu − ∂xxu = − sinu known as the sine-Gordon

equation.

P A N O R A M A S 2 0 2 0

Encuentro de estudiantes del programa conjunto UTFSM - PUCV


Soluciones de Solitones no Topológicos con término cinético extra

ANÍBAL FAÚNDEZ SALAS (PUCV)

PROFESOR: RADOUANE GANNOUJI

Resumen

Solitones representan soluciones estacionarias de energía finita, regulares en todo el espacio. Modelos con simetrías dan lugar a Solitones no topológicos [1,2], como las denominadas Q-Balls y su generalización a espaciotiempo curvo [3], las estrellas de bosones.

En variedad de casos, el campo escalar interactúa en la forma de complicados potenciales. La resolución de las ecuaciones asociadas, junto con las adecuadas condiciones de borde, puede dar lugar a soluciones exactas, o en varios casos, soluciones de tipo numérico.

Se explora la resolución numérica que surge de una teoria con campo escalar complejo con simetría U(1), y potencial bien definido. Se analizan las soluciones tipo solitón con un término cinético extra, y cómo afecta a la energía y la carga del sistema, tanto en un espaciotiempo plano como en uno con gravedad.

[1] R.FRIEDBERG, T.D.LEE, AND A.SIRLIN, PHYS. REV. D 13, 2739 (1976).

[2] T.D.LEE AND Y.PANG, PHYS. REP. 221, 251 (1992).

[3] S.R.COLEMAN, NUCL. PHYS. B262, 263 (1985).



Minimal Vector Dark Matter

Patricio Escalona Contreras (UTFSM)Prof. Dr. Alfonso Zerwekh Arroyo

Resumen

El problema de la masa faltante del Universo pide a gritos la presencia denueva fısica, ya sea en forma de modificaciones a la teorıa general de la rela-tividad o al modelo estandar de la fısica de partıculas. La mayor parte de lacomunidad cientıfica ha llegado al consenso de que el desenlace de esta situacionsera el eventual descubrimiento de una o mas partıculas de materia oscura. Lasolucion mas sencilla es asumir la existencia de una partıcula neutral de masa

M ∼ T1/20 G

−1/4N ∼ TeV donde T0 ∼ 3K es la temperatura actual del Universo.

En esta presentacion abordare algunas de las observaciones y argumentosque nos llevan por esta lınea de pensamiento. Ademas, abordare el conceptode minimidad aplicado en la construccion de modelos simplificados que dancuenta de las propiedades mas importantes consistentes con las observacionesactuales. Luego comentare mi objetivo inmediato: estudiar los posibles can-didatos vectoriales en una familia de modelos mınimos de partıculas masivascon interacciones debiles (WIMPs). [3] [4] [5] [1] [2]

1E 0657-56, a.k.a. The Bullet Cluster

Referencias

[1] Gianfranco Bertone and Dan Hooper. “History of dark matter”. In: Reviews ofModern Physics 90.4 (Oct. 2018). issn: 1539-0756. doi: 10.1103/revmodphys.90.045002. url: http://dx.doi.org/10.1103/RevModPhys.90.045002.

[2] Marco Cirelli, Nicolao Fornengo, and Alessandro Strumia. “Minimal dark mat-ter”. In: Nuclear Physics B 753.1-2 (Oct. 2006), pp. 178–194. issn: 0550-3213.doi: 10.1016/j.nuclphysb.2006.07.012. url: http://dx.doi.org/10.1016/j.nuclphysb.2006.07.012.

[3] Douglas Clowe et al. “A direct empirical proof of the existence of dark matter”.In: Astrophys. J. Lett. 648 (2006), pp. L109–L113. doi: 10.1086/508162. arXiv:astro-ph/0608407.

[4] Pieter van Dokkum et al. “A galaxy lacking dark matter”. In: Nature 555.7698(Mar. 2018), pp. 629–632. issn: 1476-4687. doi: 10.1038/nature25767. url:http://dx.doi.org/10.1038/nature25767.

[5] Stefano Profumo. An Introduction to Particle Dark Matter. World Scientific,2017. isbn: 978-1-78634-000-9, 978-1-78634-001-6, 978-1-78634-001-6. doi: 10.1142/q0001.



Looking for the physics of the early universe

Lina Julieth Castiblanco Tolosa (PUCV)Supervisor: Jorge Norena

Abstract

So far the most accepted theory to explain the generation of initial condi-tions for the evolution of the universe is Inflation. This is a very early epochduring which the universe experienced an accelerated expansion. Althoughpredictions from inflation are in agreement with observations, still we do notknow the physics during these epoch. That is because still is not possible toknow if inflation was driven by a single field, multiple fields or some exotic me-chanics. One way to probe inflation in a model independent way is throughoutConsistency Relations. These are relations between (n + 1)-point correlationsfunctions and n-point correlation functions of perturbations generated duringinflation, in the limit when one of the perturbations has a very small momen-tum. The relations are a consequence of non-linearly realized symmetries andare satisfied if there was only a single field driving the inflation. Correlationsfunctions of perturbations in the late universe, that is in the large scale struc-ture, contain information about the initial conditions. Thus, it is possible tocheck the validity of the consistency relations with observations of the late uni-verse. Such that if any violation of the consistency relation is observed todayall the single field inflationary models will be ruled out. In the talk I am goingto explain how the consistency relations are computed and how we can extractthe information about the early universe.

P A N O R A M A S 2 0 2 0



Topological Phases of SSH Model With A

Threading Magnetic Flux On Central Ring

ALEJANDRO GARRIDO HIDALGO (UTFSM), V. APEL (UCN), M.L. LADRÓN DE

GUEVARA (UCN)

SPONSORING TEACHER: PEDRO ORELLANA (UTFSM)

Summary

The band theory correctly describes many materials, showing a simplified

description in some cases. Due to this success, it was thought that we had well

understood all aspects of electronic bands theory. However, with the irruption of

the concept of topology in condensed matter systems, new materials have been

discovered with unique properties, such as topological insulators, i.e., insulating

materials in their internal volume, but that they behave like metals on the

surface. An example of these materials is the one described in the quantum Hall

effect [1]. Klaus von Klitzing discovered that a two-dimensional electrons

system subjected to a high magnetic field behaved as an insulator in its internal

part, while at the edges, a current owed without dissipation. This system

exhibited a Hall resistance quantized extremely accurately, regardless of the

degree of disorder or other microscopic details. These edges states of metallic

character are robust due to topological protection that allows the electric current

to flow without losses. The study of these materials is done through the

topological phase transitions [2, 3], which are qualitatively different from those

found in thermodynamics and statistical physics.

In the present work, we study a prototypical model that exhibits topological

phases; this is the SSH model [2, 3, 4], a quasi-dimensional arrangement of

carbon and hydrogen atoms. This topological insulator has two characteristic

phases, the trivial and the nontrivial topological. The transition between phases

is accompanied by a closure, and subsequent reopening, in the spectrum of

energy levels. To this model, we integrate a ring of NR sites, where a magnetic

flux inside for this ring (Figure 1). The topological phases are studied with the

energy levels spectrum.

Figure 1.

Acknowledgements

A.Garrido gratefully acknowledges the funding granted by the UTFSM

postgraduate general direction.

References

[1] K. v. Klitzing, G. Dorda y M. Pepper, Phys. Rev. Lett. 45 494, 1980.

[2] János K. Asbóth, Lázló Oroszlány y András Pályi, A Short Course on

Topological Insulators (Lecture Notes in Physics 919, 2015).

[3] B. Andrei Bernevig y Taylor L. Hughes, Topological Insulators and

Topological superconductors (Princeton University Press, 2013).

[4] W. Su, J. Schrieffer y A. Heeger, Phys. Rev. Lett. 42 1698, 1979.



Analisis multifractal para fluctuaciones del ındice derefraccion en la capa borde marina usando tecnica

MF-DFA

Marco Sepulveda Fuentes (PUCV)

Profesor patrocinante : Dr. Darıo Perez

Resumen

Campos opticos con longitudes de onda cercanas al visible e infrarojo quese propagan sobre la capa borde atmosferica (marina) son afectados por fluc-tuaciones del ındice de refraccion. Variables metereologicas como la presion,la humedad relativa, la temperatura y la velocidad del aire permiten modelareste ındice de refraccion y por tanto sus fluctuaciones quedan sujetas a las fluc-tuaciones de dichas variables, permitiendo analizar la turbulencia optica. Lacantidad que cuantifica tal turbulencia (C2

n) queda determinada mediante lafuncion de estructura para las fluctuaciones del ındice de refraccion entre dospuntos o analizando las funciones de estructura de las variables metereologicas.Tales funciones de estructura (que es una funcion estadıstica) se caracterizapor satisfacer incrementos estacionarios. Desde el enfoque de la teorıa de laprobabilidad, procesos estocasticos que satisfacen incrementos estacionarios sonconocidos fractional Brownian motion (fBm) y tienen la propiedad de ser au-tosimilares, es decir, obedecen una ley tipo potencias con los incrementos enescala. MF-DFA es una tecnica que permite determinar el o los exponentes quesatisfacen dicha ley para diferentes escalas en series de datos y sus momentosestadısticos, permitiendo caracterizar la turbulencia optica y ayudando a inter-pretar su tendencia.

Palabras claves: auto-similaridad, Proceso estocastico, Analsis multifractal.



Condensados en Cromodinamica Cuantica

Diego Teca Wellmann (UTFSM)Gorazd CveticCesar Ayala

Resumen

En el presente panorama, hare una breve revision sobre el conocimientoactual en Condensados para Cromodinamica Cuantica (QCD). Los conden-sados se definen como valores de expectacion de vacıo de los operadores quesurgen debido a efectos no perturbativos. Se destaca el importante papel delos condensados en el estudio de QCD a bajas energıas, que se verifica exper-imentalmente sobre la base de los datos para el decaimiento semihadronico τ ,obtenidos en colaboraciones OPAL y ALEPH. En el analisis teorico, se tienenen cuenta los terminos de la teorıa de perturbaciones (PT) hasta O(α4

s) y enla expansion del producto operador (OPE), hasta la dimension 6. La probabil-idad total de desintegracion semihadronica τ se describen cuando la constantede acoplamiento es αs(m

2τ ) = 0.315, que proviene del valor promedio mundial

aceptado en la actualidad (αs(m2Z) = 0.1181) para QCD en altas energıas.

PANORAMAS 2020Encuentro de programas de postgrado de Fısica y Astrofısica

de la V region

Programa de Doctorado en Fısica (UTFSM–PUCV)

Simulaciones micromagneticas en un arreglo deSquircles

Luis Lizardi Varas (UTFSM)Carlos Garcıa

Resumen

En este trabajo se presentara el estudio simulacion-experimento de un arre-glo de estructuras tipo dots cuasicirculares de hierro, el cual debido al procesode sıntesis utilizado (fotolitografıa) da lugar a cırculos distorsionados, tambienllamados Squircles, cuya forma cambia desde un cuadrado hacia un cırculo alvariar el parametro del mismo.Se compararan resultados experimentales de curvas de histeresis con simula-ciones micromagneticas con el objetivo de comprender los fenomenos de in-version de la imanacion observados.



Modelos de Inflacion en Branas

Constanza Osses Guerra (PUCV)Nelson Videla

Resumen

Inflacion Cosmica surge para resolver ciertos problemas que presenta lateorıa del Big Bang, tales como el problema de la planitud y el problema delhorizonte. Esta epoca inflacionaria sucede mucho antes de lo que hoy conoce-mos como la epoca de radiacion del modelo del Big Bang, por lo que no tenemosacceso observacional directo a este perıodo. Es por esto que surgen diversosmodelos para explicar esta epoca de expansion acelerada, sin embargo no to-dos son consistentes con las observaciones del Fondo Cosmico de Radiacion.Si bien estos modelos son mayormente estudiados en Relatividad General, re-cientemente se han propuestos modelos en diferentes teorıas de gravitacion.En esta presentacion se estudiaran diferentes modelos de Inflacion en el esce-nario de Randall-Sundrum II (modelo de Branas), aproximandonos al lımitede altas energıas para obtener un lımite superior para la masa de Planck en5-dimensiones ası como tambien predicciones para la epoca de recalentamientoposterior a Inflacion.



Rashba spin-orbit coupling as an importantingredient to obtain Majorana Fermions in 1D

topological superconductors.

Speaker: Fabian Gonzalo Medina Cuy (USM)Supervisor: Pedro Orellama Dinamarca

Abstract

Rashba spin-spin orbit coupling was introduced by Bychkov and Rashbato explain some aspects in electron spin resonance of two-dimensional semi-conductors. But the use of this interaction goes beyond semiconductors. Forinstance, as a key ingredient to obtain Majorana fermions in 1D topologicalsuperconductors. In this talk we are going to discuss how Rashba spin-orbitcoupling is needed for such a task and how could be used to manipulate Majorafermions.

PANORAMAS 2020Programa de Doctorado en Fısica UTFSM-PUCV

Data Analysis in Particle Physics

Cristian Andres Allendes Flores

Resumen

The main goal of experimental physics is to measure quantities of interest.If we are lucky, the measurements may lead to the discovery of new physi-cal phenomena. This observations that we preform with experiments, recordquantitative information of our experiments of interest.

In experimental physics there are things that are inevitable, for examplethe error affecting a measurement,due to fluctuations in the detector responseand the intrinsic randomness of the natural phenomena under study. Thereforeafter this process of acquiring the data, a subsequent analysis is needed

As the last step, the errors from the measurements and the theory modelmust be handled properly so we can finally compare the measurements withthe models. Several methods in data analysis like the Maximum LikelihoodMethod, the minimum χ2 and Unfolding are some of the methods used as amean to quantify the level of agreement between measurements and models.

Here we present an idea of the data analysis walk through in the search forsignals of new phenomena in particle physics



Estructuras a gran escala en gravedad modificada

Carla Bernal (PUCV)Radouane Gannouji

Resumen

En el estudio de estructuras a gran escala, se asume que en el Universotemprano existieron pequenas fluctuaciones cuanticas, que durante la inflacionpasaron del regimen cuantico al clasico, originando ası perturbaciones gravita-cionales aleatorias, que permitieron la formacion de estructuras. A partir de laecuacion Mukhanov-Sasaki, para la evolucion de las perturbaciones cuanticastempranas, se puede conocer la forma de las funciones de correlacion. A dosy tres puntos, estas son llamadas espectro y bispectro de potencias, respecti-vamente, y en este caso solo se buscan para las perturbaciones en la densidadde materia δ. Una forma de obtener estas funciones es usar la teorıa de per-turbaciones, donde a partir de los momentos a distinto orden de la ecuacion deBoltzmann, se encuentra el espectro y bispectro lineal y no lineal. Desafortu-nadamente, este formalismo no permite ir a muy pequenas escalas, por las muyaltas no linealidades.Este trabajo trata acerca de otra forma de estudiar las modificaciones a es-calas no lineales en el crecimiento de perturbaciones en modelos de gravedadmodificada. Se utiliza un metodo presentado por Scoccimarro 1. Primero, sederiva una ecuacion de Poisson modificada a partir de un sistema de ecuacionescerrado, que luego se reescribe en funcion de δ, definiendo los propagadores dela ecuacion de Poisson a dos y tres puntos, que dependen de una funcion M(k).Para obtener un resultado consistente, es necesario realizar el calculo de laintegral que define M(k) de forma iterativa hasta alcanzar convergencia en elresultado. A partir de este proceso se encuentran el espectro y bispectro depotencias no lineal.Los resultados se pueden utilizar para diferenciar entre modelos de gravedadmodificada y energıa oscura, ademas de ser otra forma de testeo respecto a losdatos observacionales.

1R. Scoccimarro, Phys. Rept. 80, 104006 (2009) [astro-ph/09064545].

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Encuentro de estudiantes del programa conjunto UTFSM - PUCVDoctorado en Ciencias Físicas

Dicke-Andreev and Fano-Andreevreflections and charging effect in

a triple quantum-dot system

ALEJANDRO GONZÁLEZ INOSTROZA (UTFSM)

PROFESOR PEDRO ORELLANA DINAMARCA-MÓNICA PACHECO

Resumen

Electron transport through multiple quantum dots systems exhibits excitinginterference effects such as Fano and Aharonov-Bohm. Of particularimportance appear to be the interference phenomenon, which resembles thewell-known Dicke resonance in atomic physics. It manifests itself by anarrow (subradiant) and a broad (superradiant) line-shape, spontaneouslyemitted by closely linked atoms, separated by a distance smaller than thewavelength of the emitted light. In the electronic case ,the decay rates (levelbroadening) are produced by the couplings between localized levels and theconduction channel, and the proximity and effective couplings give rise to fast(super-tunneling) and slow (sub-tunneling)modes.

In this resume, we present an investigation of the influence of the Dickeeffect on electronic transport through a coupled triple quantum dot systemcoupled to normal and superconducting leads in a linear and non-linear regimein presence of Coulomb correlations. In particular, we study the interplaybetween the proximity effect due to the superconducting lead and theconjunction of two phenomena: Dicke-Andreev and Fano-Andreev reflections.We consider Coulomb correlations in all the quantum-dots and study theirinfluence on the electronic conductance. Transport characteristics, as theAndreev conductance and the electrical current of the system, at the low-temperature limit, are derived using the non-equilibrium Green function method,in the linear and non-linear response regime.



Simulations in Discrete Element Method

Rene Zuniga A. (PUCV & Laboratoire Quartz, France)German Varas S. (PUCV)

Stephane Job (Laboratoire Quartz, France)

Abstract

In this talk, I will present a Discrete Element Method (DEM) simulations.I will introduce the DEM method, the steps to build a simulation, differenttypes of interactions, and simulate a vibrated granular media. I will show twoexamples; a single sphere on a vibrated plate and a vertical chain of spheres.Finally, I will extend the results to a quasi-two-dimensional simulation (Figure1).

-10 0 10x/d

0

10

20

30

40

50

y/d

Figure 1: Simulation data of quasi-two-dimensional cell - Instant of the granular

medium under the vibrations of the cell with

V-shape at the bottom of the cell. These data

presented with γ1 = 6g and θ = 10 degrees.



Ecuacion No lineal Balitsky-Kovchegov y Escala deSaturacion en QCD a altas energıas

Michael Sanhueza Roa (UTFSM)Profesor Patrocinante: Carlos Contreras - Eugene Levin

Resumen

En esta charla vamos a presentar nuestro tema: comportamiento a altasenergıas en QCD, tambien conocido como fısica a pequenos - x y la ecuacion nolineal Balitsky-Kovchegov (BK) [1]. En el contexto de la Dispersion InelasticaProfunda (DIS), el comportamiento asintotico a altas energıas se puede explo-rar fijando la virtualidad del foton Q2 y tomando el centro de energıa de masafoton-proton al cuadrado; es decir: s grande. En esta zona, existe un problemacon la ecuacion lineal Balitsky-Fadin-Kuraev-Lipatov (BFKL) y para entendercomo la ecuacion BK lo resuelve, determinaremos la region cinematica dondela unitaridad es violada por la evolucion BFKL. Concluimos que para la regionQ2 < Q2

s debemos escribir una nueva ecuacion de evolucion que incluya inter-acciones entre los partones. Esta ecuacion tiene dos partes: (i) termino lineal,que es equivalente a la ecuacion BFKL y (ii) termino cuadratico no lineal, queintroduce un amortiguamiento y por lo tanto “frena” el crecimiento de las dis-tribuciones de gluones, conocido como Saturacion de distribucion de partones.Como parte del trabajo de investigacion presentaremos de forma preliminarsoluciones a la ecuacion BK [2] en el marco de desarrollo de nuestra tesis y laaplicacion de la Escala de Saturacion.

[1] Yuri Kovchegov and Eugene Levin, “Quantum Choromodynamics at High Ener-

gies”, Cambridge Monographs on Particle Physics, Nuclear Physics and Cosmology,

Cambridge University Press, 2012.

[2] C. Contreras, E. Levin, R. Meneses and M. Sanhueza, “Non-linear equation in

the re-summed next-to-leading order of perturbative QCD: the leading twist approxima-

tion”. [arXiv:2007.06214 [hep-ph]]



Bestiary of higher-curvature gravity

Javier Moreno Gonzalez (PUCV)Olivera Miskovic (PUCV) and Rodrigo Olea (UNAB)

Abstract

Higher-curvature gravities appear as extensions of Einstein’s theory of generalrelativity. These theories are constructed by adding higher-curvature terms tothe Einstein-Hilbert action. Usually, they are ill-defined and involve higher-than-second order equations of motion. However, there are certain cases inwhich these theories can still be useful to describe physical phenomena. In thistalk, we will discuss the motivation of studying them, emphasizing their roleas effective field theories in string theory or as toy modes in the context of theAdS/CFT duality.

Afterwards, we will present some notable examples of higher-curvature the-ories that have attracted great interest. Some of them are the Gauss-Bonnetterm, Lovelock gravity, quadratic gravity, critical gravity, (Generalized) Qua-sitopological gravity, among others. Moreover, the highlights and keys featuresof those examples will be presented.

Finally, we will provide some classifications following criteria based on theinteresting properties that they incorporate to the gravity theory.



Espectro de transmision en sistema discreto deatomos

Carlos Rojas Leiva (UTFSM)Profesor: Pedro Orellana Dinamarca

ResumenRecientemente se han sintetizado anillos unidimensionales de atomos de

carbon [1], lo que complementa las estructuras en base a carbon como el grafito,nanotubos de carbon, grafeno, fulerenos, etc. Motivados por el trabajo anterior,aquı estudiamos el espectro de transmision de un anillo de atomos de carbonacoplado a contactos a traves de una cadena finita de atomos. El sistema lomodelamos a traves de un Hamiltoniano en la aproximacion de ligaduras fuertescomo muestra la figura 1. Para resolver el problema usamos la tecnica de fun-ciones de Green. Nuestros resultados muestran que el espectro de transmisionpresenta una serie de resonancias y antirresonancias, que dependen del tamanoy configuracion de los anillos. Por ejemplo para la configuracion A donde to-dos los acoplamientos entre atomos son iguales, si el numero total de atomosen el anillo (M) es multiplo de 4, la transmision del sistema presenta una an-tiresonancia en la energıa de Fermi. Para esta configuracion, si se perturbalevemente las energıas de sitio del anillo, en medio de la antiresonancia apareceuna resonancia ultra delgada, atribuida al levantamiento de la degeneracion delos estados en la energıa de Fermi. Por otra parte para la configuracion B, conacoplamientos alternados se abre una brecha de energıa entorno al centro de labanda.

Referencias[1]Kaiser K, Scriven LM, Schulz F, Gawel P, Gross L, AndersonHL. An sphy-

bridized molecular carbon allotrope, cyclo [18]carbon. Science. 2019;365:12991301

AgradecimientosA Pedro Orellana por su constante apoyo, a CONICYT por su ayuda fi-

nanciera a traves de la beca Doctorado Nacional, como tambien a la UTFSMpor el financiamiento otorgado gracias a su programa de becas de postgrado.

Figure 1: Sistema de anillo y cadena monoatomica acoplada a contactos.Configuracion A: ν = ω. Configuracion B: ν 6= ω.

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Modelo basado en transporte para imágenes

corrompidas por la turbulencia

HISHAN FARFÁN BACHILOGLU (USM/PUCV)

DARÍO PÉREZ (PUCV)

Resumen

La turbulencia atmosférica se ha considerado por mucho tiempo como una

fuente de distorsión que afecta las medidas en estudios atmosféricos, las

comunicaciones y la astronomía en entre otras, debido a la variabilidad que

presenta la atmósfera en su índice de refracción.

Esfuerzos por mitigar estos errores han sido obstaculizados por la falta de

modelos prácticos y precisos consistentes con la física subyacente, esto es, cómo

el campo eléctrico se ve corrompido por la turbulencia en la atmósfera.

En este trabajo se presenta un nuevo modelo basado en la minimización de la

energía cinética usando transporte óptimo, el cual provee una mejora en la

predicción de imágenes en medios turbulentos.

Para validar este resultado, se presentan tres casos donde se pone a prueba el

modelo, siendo estos un caso analítico, un ejemplo de mapas de transporte y un

modelado de video con datos corrompidos por turbulencia.

Tras el análisis, se puede enunciar la hipótesis de que la evolución de la

densidad de fotones, está dominada por la energía cinética. El resultado de este

modelo, muestra que la luz se mueve en una trayectoria tal que entre cada plano

transversal a la dirección de propagación, el camino recorrido por el haz está

formado por líneas rectas con diferentes direcciones, debido a cambios en el

índice de refracción del medio.

Finalmente, este modelo puede abrir una nueva área en la física

computacional de problemas inversos que traten de superar el problema de

creación de imágenes en aire libre.

Referencia: Nichols, J., Emerson, T., Cattell, L., Park, S., Kanaev, A., Bucholtz, F., Watnik, A., Doster, T. and

Rohde, G., 2018. Transport-based model for turbulence-corrupted imagery. Applied Optics, 57(16), p.4524.



Search for heavy right handed neutrinos using tauleptons at the LHC with the ATLAS experiment(Data analysis) and Lepton Flavor Violation in

Beyond Standard Models (Theoretical)

Jonatan Vignatti Munoz (UTFSM)Edson Carquin/Sergey Kovalenko

Abstract

The ATLAS experiment had accumulated a large dataset during the 4 yearslong Run 2, accounting for an integrated luminosity of ' 140fb−1, but so far,no sign of new physics has been found in the data, although many searchesusing the full Run 2 dataset are still ongoing and a bulk of results are expectedto be released during the rest of this year and the next.The first part of the thesis will deal with a search of heavy neutrinos produced inthe context of a Left-Right model including a see-saw type-one like mechanismfor the generation of neutrino masses.The final signature fo this process is asfollows: jjl±1 l

∓2 and/or jjl±1 l

±2 . We propose to extend this search to the full

Run 2 dataset and to final states including τ leptons1. These signatures areinteresting since they haven’t been explored with the ATLAS detector data yetand they provide access to the third lepton generation.The second part is dealing with models that accounts for lepton flavor violation(LFV) in BSM (such as type III Two Higgs doublet model (2HDM)) which Iwill be talking in this oportunity and show why this type of 2HDM is interestingand its connection with LFV.

1Similar searches have been already performed by CMS: J.High Energ. Phys. 1903 (2019)170 (DOI: 10.1007/ JHEP03(2019)170), JHEP 1703 (2017) 077 (DOI: 10.1007/JHEP03(2017)077),JHEP 1707 (2017) 121 (DOI: 10.1007/JHEP07(2017)121)



K-field Theory

Yolbeiker Rodrıguez BaezRadouane Gannouji

Abstract

All the observable universe comes from the dynamics of the spacetime atearly epoch of a scalar field known as the inflaton. It governed the expansionof the universe and seeded the initial conditions for the formation of structures.K-field theories are among possible candidates to describe this early phase ofthe universe, where a simple canonical scalar field develops some non-linearities.If much of the attention has been focused on the cosmological aspects, I willconcentrate on the local effects produced by this field, namely gravitational col-lapse. Could this field collapse and form black holes? What would be the finalstructure of the spacetime? We will show that two horizons emerge definingtwo different light cones for matter and for the scalar field, known as the eventhorizon and the sonic horizon. We will particularly focus on their dynamics offormation and universal structure at the threshold of formation of these objects.

P A N O R A M A S 2 0 2 0



Diseño y construcción de un espectrómetro por FRX,

destinado al análisis de minerales que contengan

elementos de tierras raras.

SANBER VIZCAYA (UFSTM)

JHON GONZALEZ (UFSTM)

Resumen

En este trabajo se desarrolla un estudio sobre la construcción de un Espectrómetro por Fluorescencia de Rayos-X, destinado a ser utilizado en el análisis elemental de minerales que contengan elementos de Tierras Raras. Los elementos de Tierras Raras son un conjunto de 17 elementos químicos compuestos por toda la serie de los lantánidos más el ytrio (Y) y el escandio (Sc). Estos elementos tienen una gran aplicabilidad en las tecnologías actuales que van desde la creación de imanes permanentes utilizados en computadores y autos híbridos hasta pantallas LCD. El espectrómetro está compuesto de una fuente radioactiva de 241Am, un detector de GeHP marca: Camberra, modelo: Low Energie y un sistema que los acopla a la muestra mineral en forma de pastillas de 2.5 cm de diámetro aproximadamente. Se evaluaron dos geometrías para intentar optimizar el funcionamiento del detector; una con la fuente central en posición lateral y otra con una geometría adecuada para fuentes anulares. Con ambas geometrías se tomaron espectros con elementos estándares para evaluar la sensibilidad y los límites de detección, para de esta manera decidir cuál era la geometría más adecuada. Una vez seleccionada la geometría que ofrecía mayores ventajas para el análisis de los minerales se procedió a tomar espectros en tres muestras minerales, realizándose un análisis cualitativo de los elementos presentes en el mineral con el programa Axil, encontrándose 8 de los 17 elementos de Tierras Raras.



Propagacion de un vortice de coherencia a traves dela turbulencia optica

Leandro Nunez Arratia (PUCV)Darıo Perez-Regis Barille

Resumen

La calidad de la informacion almacenada en una onda electromagneticase traduce en su capacidad de conservar de forma inalterada sus principalespropiedades, tales como, amplitud, fase, polarizacion, coherencia espacial, en-tre otras. En el transcurso de la propagacion de estas ondas a traves del espaciolibre, dichas propiedades pueden ser considerablemente afectadas, particular-mente en el rango visible del espectro electromagnetico, debido a la presenciade la turbulencia optica. Los efectos inducidos por esta (fluctuaciones de irradi-ancia, perdida de coherencia espacial, movimiento del centroide del haz, entreotros) han sido estudiados por mas de sesenta anos, dando origen a diverosmodelos de turbulencia que han permitido generar e implementar tecnicas demitigacion y recuperacion de informacion del haz optico.Adicionalmente, los avances del campo en los ultimos treinta anos han permi-tido apuntar hacia el control de la topologıa del frente de onda de un laser (ej.haces vorticiales), ası como tambien hacia la generacion de haces parcialmentecoherente. En ambos casos, el mecanismo estandar consiste en transmitir unhaz laser a traves de un modulador espacial (SLM), el cual anade nueva in-formacion de fase o amplitud al frente de onda, logrando entre otras cosas, laaparicion de estructuras robustas ante la turbulencia optica. Para haces coher-entes (laser) tales estructuras se conocen como vortices de fase mientras que encoherencia parcial como vortices de coherencia.En esta presentacion comentare brevemente acerca de como se describen e inter-pretan estas estructuras y por que parecen ser un buen candidato para optimizarla comunicacion optica en espacio libre.



Criticality of Reissner-Nordstrom-AdS black holes:an analogy with Van der Waals fluids

Paulina Cabrera Ramırez (UTFSM)Dumitru Astefanesei

Resumen

Thermodynamic aspects of black holes have been widely studied within thelast decades. During that time it turned out that black hole spacetimes cannot only be assigned standard thermodynamic variables such as temperature orentropy, but were also shown to possess rich phase structures and admit criticalphenomena, in complete analogy with known non-gravitational thermodynamicsystems elsewhere in nature.In particular, we are interested in discussing the first-order phase transition ofthe charged ReissnerNordstrm-AdS (RN-AdS) black hole spacetime that arisesfrom allowing variations of the cosmological constant. In this way, the cosmo-logical constant is treated as a thermodynamic pressure, while the thermody-namic volume is included as its conjugate quantity.Especially, that classical critical behavior is displayed by this transition and issuperficially analogous to the Van der Waals liquid-gas phase transition will beanalyzed in detail.



Phase transitions in polymers

Nicolas Sanchez Marın (UTFSM)Patricio Vargas

Abstract

Polymers are molecules composed of various monomers (particles). Theseextended bodies are very far from the punctual parts that we are used to workwith in physics. However, they play an important role in biological systemsand in industry.

The study of polymers in physics focuses on simulations, most of which aredone in molecular dynamics. Another, less computationally expensive way ofstudying polymers is by means of Monte Carlo simulations, where the struc-ture is usually simplified to a reticular network habitat. This allows to studythe behavior of the polymer in a simplified way, and to obtain good resultssimulating DNA1 for instance.

Polymers have several phase transitions due to their elongated shape. Find-ing the states (the ways in which they can be coiled) and their associated en-ergy, we can write the entropy of these as usual: S = kB ln ΩE , and with itto reconstruct the associated thermodynamics. By means of the specific heatit is possible to identify these phase transitions, and playing with the stateswe can move, add or remove these transitions, which leads us to think that ifwe limit some states (with impurities for example) we could manipulate thesetransitions.

1Causo, et al (2000). Simple model for the DNA denaturation transition. Physical Review E,62(3), 3958.



BPS black hole in Chern-Simons AdS5 supergravity

Darıo Lopez Dıaz (PUCV)Olivera Miskovic *and Laura Andrianopoli

Resumen

An important concept in supergravity theories is the Bogomol’nyi-Prasad-Sommerfield (BPS) state. It is a solitonic solution invariant under some su-persymmetric isometries, represented by globally well-defined Killing spinors.In addition, the BPS solution saturates the Bogomolny bound, which comesfrom the supersymmetry algebra and imposes a bound between conserved andcentral charges in the theory.

One of the most important examples is the extremal Reissner-Nordstromblack hole, an electrically charged solution of N = 2 supergravity. The Bo-gomolny bound M ≥ Q between the black hole mass M and its charge Q issaturated when the black hole is extremal, M = Q, in which case it becomesthe 1

2 -BPS state (with a half of the supersymmetric isometries).In this presentation we will show a new spherically symmetric and static

black hole solution in Chern-Simons supergravity in five-dimensional anti-deSitter (AdS) space. An important feature of this solution is that it includes anon-Abelian SU(4) gauge field. The solution has finite gravitational energy andit is topologically non-trivial because the gauge field can wind around the three-sphere horizon. This is characterized by a non-vanishing topological number,Pontryagin index. A full set of parameters describing this spacetime geometryare the black hole mass, gravitational hair and axial torsion. Depending ontheir values, the geometry can be a naked singularity or a black hole withone or two horizons. A remarkable aspect of the solution is that it becomesextremal when two horizons coincide, becoming also a 1

8 -BPS state. This meansthat obtained extremal black hole with non-Abelian field is stable: its cannotdecay into naked singularity nor the global AdS vacuum, implying that thecosmic censorship is naturally satisfied in this supergravity theory.

*Pontificia Universidad Catolica de Valparaıso, ChilePolitecnico di Torino, Turin, Italia

P A N O R A M A S 2 0 2 0



Ondas de Espín en Cristales Magnónicos Quirales

Bi-dimensionales.

JORGE HUMBERTO FLORES FARÍAS (UTFSM)

DR. PEDRO LANDEROS

Resumen

En esta presentación estudiaremos teóricamente el espectro de las ondas de espín (SW) en

cristales magnónicos quirales bidimensionales. Uno de los aspectos más notables es la

propagación no recíproca de ondas de espín, esto se refiere al caso donde la propagación de

ondas cambia, o incluso está prohibido, al invertir la dirección de propagación y requiere

una ruptura de la simetría de inversión espacial y temporal [1]. Otro comportamiento

interesante surge cuando las ondas de espín se propagan en un sistema con una interacción

Dzyaloshinskii-Moriya periódica [2], el cual puede obtenerse modelando una serie de

alambres de Metal Pesado sobre una película ferromagnética ultrafina. En tal película, la

DMI se activa solo debajo de los alambres de metal pesado, donde se espera que las ondas

de espín sean no recíprocas. Un sistema de este tipo con DMI periódica se puede considerar

como un cristal magnónico quiral, donde deben observarse magnones topológicos. Uno de

nuestros objetivos de estudio es extender nuestros cálculos con base en una ecuación

linealizada de Landau-Lifshitz, y hacer uso de una transformación Holstein–Primakoff que

cuantiza el sistema, para explorar si las bandas de la relación de dispersión magnónica

pueden exhibir un comportamiento topológico.

[1] Camley R 1987, Nonreciprocal surface waves, Surf. Sci. Rep. 7 103.

[2] Gallardo R A, Cortés-Ortuño D, Schneider T, Roldán-Molina A, Ma F, Troncoso R E, Lenz K, Fangohr H, Lindner J, and Landeros P 2019, Flat bands, indirect gaps, and unconventional

spin-wave behavior induced by a periodic Dzyaloshinskii-Moriya interaction, Phys. Rev. Lett. 122 067204.



The Sommerfeld enhancement in dark matterphysics

Sebastin Acevedo Espinoza (UTFSM)Alfonso Zerwekh

Resumen

La teorıa de Sommerfeld enhancement fue desarollada por Arnold Sommer-feld hace un siglo atras, su impacto actual en fısica moderna es notable, yaque investigaciones recientes sugieren que la seccion transversal de la materiaoscura podrıa verse afectada por el Sommerfeld enhancement dando lugar aun cambio de paradigma en la interpretacion de los datos de rayos cosmicosproducidos por la aniquilacion de partıculas de materia oscura.

La seccion transversal de aniquilacion de materia oscura podrıa sufrir unimpulso debido al Sommerfeld enhancement a baja energıa, ya que la impor-tancia de este proceso mantiene en la cuantificacion en el efecto de la secciontransversal que un potencial interactuante produce antes de la aniquilacion delas partıculas.

Algunas investigaciones recientes sugere que la seccion transversal de la ma-teria oscura podra ser afectado por el Sommerfeld Enhancement dando a lugara cambio en interpretacion de rayos cosmicos. El detector de rayos cosmicosPAMELA ha indicado un fuerte aumento en la fraccion de positrones de 10 a100 GeV en comparacion con lo que se espera de los rayos cosmicos de altaenergıa que interactuan con el medio interestelar. Esto podrıa ser explicadocon la aniquilacion de materia oscura χχ en e+e−, sin embargo, esto requiereuna seccion tranversal mas grande que las tipicas que vienen de los modelos demateria oscura. Los modelos que incluyen una fuerza de atraccion de largo al-cance como el potencial de Yukawa entre partıculas de DM pueden mejorar lassecciones transversales de aniquilacion a los niveles observados, un fenomenoconocido como el Sommerfeld Enhancement. La presencia de esta fuerza puedemejorar las secciones transversales de aniquilacion a los niveles observados.



Non-Gaussian Initial Condition for N-bodySimulations

Juan Calles Hansen (PUCV)Jorge Norena

Abstract

The gravitational instability scenario has been widely accepted as the stan-dard model of cosmological dynamics that describes the Large-Scale Structureof the Universe. This has become one of the fundamental pillars to constrainthe nature of primordial fluctuation and the content of the Universe. Thoughthe model has analytical solutions in the linear regime, beyond this regime thedynamics gets quickly complicated and analytical calculation very cumbersome.Hence, their nonlinear scales is usually followed by numerical simulations.

In this talk, we aim to describe the standard procedure used to set up asimulation that follows the evolution of a Primordial Fluctuation, assumed tobe a Gaussian random field, to the nonlinear scales when N-body simulationsplays a central role to understand the Large-Scale Structure of the Universe.We also want to introduce how to establish a General Relativity scenario andhow to generalize the initial conditions to include non-Gaussian fields.



Analisys of the decay H −→ W ∗W using theATLAS open data

Sebatian Fuenzalida Garrido (UTFSM)Profesor Patrocinante: Edson Carquin Lopez

Resumen

In this work we analize the production of the Higgs boson in the H −→W ∗W decay channel at the LHC proton-proton collider at

√s = 13 TeV by

using the ATLAS open data, which are avalaible in http://opendata.atlas.

cern/release/2020/documentation/index.html.Specifically, the braching ratio for this decay channel correspond to the

second-largest after the dominant decay mode H −→ bb, which makes thischannel a very interesting candidate to discover the Higgs boson. However, thebackgrounds from other processes are large (mainly coming from non-resonantdibson production WW , WZ, ZZ), making a challenge the discrimination ofthe signal against the background, the main objetive of this work would be totry different techniques to improve this separation using the available data.

P A N O R A M A S 2 0 2 0Encuentro de estudiantes de postgrado de Física y Astrofísica de la

V región

Programa de Doctorado en Física (UTFSM - PUCV)

Spin caloritronics

CRISTIAN ROMANQUE ALBORNOZ (UTFSM)

CARLOS GARCÍA

Resumen

Actualmente los altos requerimientos energéticos hacen insostenible ambientalmente el usode medios convencionales de producción de energía. Es en este escenario que el recientecampo de investigación denominado spin caloritrónica, que explora la relación entre el spiny el transporte de calor en los materiales1, cobra especial interés ya que proporciona unaalternativa inocua con el medio ambiente de producir energía eléctrica a partir de flujos decalor, esto incluso permitiría reutilizar la energía disipada en el ambiente. Por otro lado, laposibilidad de generar y controlar corrientes puras de spin sin la necesidad de utilizar altasdensidades de corriente eléctrica o microondas, abre la posibilidad de importantesdesarrollos tecnológicos en el área de la spintronica.

En esta presentación expondré los fundamentos teóricos y desarrollos experimentales deeste campo de investigación, así como una técnica alternativa de detección basada enanálisis de armónicos2.

Agradecimientos

European Union's Horizon 2020 research and innovation programme under MarieSklodowska-Curie Grant Agreement No. 734801 (MAGNAMED Project).

1 Spin Caloritronics, G. E. W. Bauer, E. Saitoh, and B. J. van Wees, Nat. Mater. 11, 391(2012).

2 Spin Seebeck effect detection by harmonic analysis, C. Romanque-Albornoz, C.Gonzalez-Fuentes, C. Orellana, and C. Garcia, Applied Physics Letters 116, 24 (2020)

Date post:	19-Oct-2021
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