Lineas de generación y/o aplicación del conocimiento
Modelación, Síntesis y Caracterización de Materiales
El desarrollo de las sociedades humanas ha estado históricamente ligado a su capacidad para producir los materiales necesarios para satisfacer sus necesidades. La física de los materiales ha contribuido a causar verdaderas revoluciones científicas y tecnológicas a través de la generación de nuevos materiales como polímeros, cerámicas, compósitos y aleaciones, así como en la invención y mejoramiento del transistor, los dispositivos ópticos y magnéticos de almacenamiento de datos, el láser, los LED, fibras ópticas, superconductores, celdas solares y una enorme lista de otros dispositivos de estado sólido que tienen aplicación prácticamente en todos los aspectos de la vida cotidiana. Es por esto justamente que un alto porcentaje de la investigación que se realiza a nivel mundial tiene que ver con la física de los materiales.
La LGAC de “Modelación, Síntesis y Caracterización de Materiales” del Programa de Maestría en Ciencias Físicas de la UAZ esta soportada por 15 investigadores, 80% de ellos en el Sistemas Nacional de Investigadores (SNI), los cuales se encuentran distribuidos en tres Cuerpos Académicos, dos de ellos teórico-experimental y uno más de carácter teórico. El primero de ellos de nombre Estudio y Análisis Integral de Materiales Avanzados tiene como objetivo principal el desarrollo de nuevos materiales con aplicaciones en la tecnología, este grupo se especializa en el crecimiento y caracterización de sistemas físicos novedosos, así como en el cálculo de sus propiedades físicas. El segundo Cuerpo Académico de nombre Propiedades Electrónicas, Ópticas y Magnéticas de Materiales, tiene como principal objetivo estudiar las propiedades ópticas, electrónicas y magnéticas de estructuras semiconductoras volúmicas y de baja dimensión desde el punto de vista teórico-numérico. Para ello se emplean esencialmente metodologías como Teoría de Masa Efectiva, Método k.p y Tight-Binding semi-empírico. También se estudia la propagación de diversos tipos de ondas en sistemas multicapas. El tercer Cuerpo académico tiene el nombre de Óptica Aplicada y tiene como principales objetivos el desarrollo de la ingeniería óptica y el estudio de espectroscopia.
Temas de Investigación:
- Síntesis y caracterización óptica, eléctricas y estructural de materiales (E).
- Cálculo de propiedades opto-electrónicas de materiales utilizando métodos semi-empíricos y de primeros principios (T).
- Espectroscopia (E y T)
- Ingeniería óptica (E y T)
Materia Blanda
Estudiamos materiales que son fácilmente deformables por esfuerzos externos como lo pueden ser campos eléctricos o magnéticos y por fluctuaciones térmicas. Estos materiales tienen dimensiones mayores que el tamaño de sus constituyentes (átomos o moléculas) llegando a medir hasta cientos de micrómetros. La estructura y dinámica de estos materiales determina las propiedades macroscópicas de estos. Nuestro objetivo es entender el comportamiento e interacción de la materia blanda desde un punto de vista fundamental hasta tecnológico, desde materiales blandos sintéticos hasta sistemas biológicos. Nuestra aproximación es desde el punto de vista experimental, usando la microscopia óptica, reología y diversas técnicas de medición, de simulaciones: dinámica de moléculas, dinámica de partículas disipativas y teórica. Nos centramos especialmente en: Dinámica de membranas, interacción proteína-membrana, interacciones de filamentos con membranas, y dispersión coloidal.
La biofísica está íntimamente ligada con la materia blanda ya que este es un caso específico. Nuestra aproximación a la biofísica es desde la escala de sus constituyentes principales usando técnicas de experimentación de moléculas simples: microscopia de fuerza atómica, cámaras de flujo laminar, pinzas ópticas y sondas bio-membranales.
Temas principales de investigación:
- Propiedades mecánicas de membranas (E, T).
- Propiedades estructurales y dinámicas de sistemas coloidales (T, E).
Partículas, Campos y Física Matemática
La LGAC de Partículas, Campos y Física Matemática adscrita al Maestría en Ciencias Físicas de la UAZ, está soportada por dos Cuerpos Académicos, uno consolidado (Partículas, Campos y Astrofísica) y el otro en construcción (Física-Matemática). Esta LGAC tiene un de carácter teórico y está relacionada con:
- Electrodinámica clásica. Sobre la base de la investigación del problema de la comunicación súper-luminosa, se puede concluir que no hay restricciones fundamentales que puedan prohibir la producción de pulsos de campos electromagnéticos con velocidad de grupo que exceda la velocidad de la luz en el vacío. Por otro lado es evidente de la investigación experimental que la barrera de la velocidad de la luz puede ser remontada y que la velocidad de las señales detectadas está limitada por las potencialidades de los equipos experimentales.
El campo de potenciales escalar y vectorial parece ser el campo de información que es capaz de transferir información acerca de los procesos físicos con velocidades que pueden tomar valores en el rango de cero al infinito, siendo que la información transferida no va acompañada, generalmente hablando, de energía o de momento al pasar del generador de la señal al receptor.
- Se estudia el modelo de Relatividad General, en diferentes vertientes, Gravitación y Cosmología; así como teorías alternas a esta, espacios no-conmutativos, teorías de norma, Supergravedad, Gravedad de Horâva, dimensiones extra, lo anterior se trabaja tanto a nivel clásico como cuántico, y en general, el estudio de las simetrías relacionadas con cada uno de éstos temas. A nivel matemático, se desarrollan técnicas encaminadas a describir de manera geométrica cantidades invariantes asociadas a un sistema físico. En particular son desarrolladas técnicas de geometría diferencial, álgebras geométricas, y estructuras simplécticas no-conmutativas.
- Investigación a nivel fenomenológico de la línea de producción de bosones vectoriales y de Higgs en el modelo estándar.
Temas principales de investigación:
- Relatividad General y Teorías alternas (T).
- Fenomenología de bosones vectoriales y escalares (T).
- Electrodinámica Clásica (T).