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Coloquios de los viernes en el Instituto Balseiro: mayo de 2014

Desde hace 25 años, el Instituto Balseiro mantiene la tradición de realizar coloquios sobre diversos campos de la ciencia y tecnología, y también sobre temas que trascienden sus fronteras. Tienen lugar todos los viernes a las 14.30 hs. en su salón de actos, en el Centro Atómico Bariloche. Los coordinadores actuales de este ciclo de eventos de gran importancia para la vida académica del IB son los doctores Mariano Cantero y Gonzalo Usaj. En este artículo, está disponible el listado de coloquios del mes de mayo.

Fecha de publicación: 03/06/2014

La mayor parte del público que asiste a los coloquios de los viernes está compuesto por docentes y alumnos del Instituto Balseiro, y también investigadores de los distintos grupos del Centro Atómico Bariloche. Las puertas están abiertas a todo el público interesado. Y las charlas que son de divulgación se anuncian con antelación a través de los medios de comunicación para invitar a toda la comunidad de Bariloche.

En el mes de mayo, se realizaron cuatro coloquios:

*El viernes 9 de mayo, Eduardo Bringa, del CONICET y de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de Cuyo, expuso sobre “Colisiones a la escala nano: desde 1 m/s hasta 10000 m/s”.

*El viernes 16 de mayo, el coloquio estuvo a cargo de  Daniel Farías, del Departamento de Física de la Materia Condensada de la Universidad Autónoma de Madrid. Su charla se tituló: “Dinámica de plasmones y fonones en grafeno epitaxial.”

*El viernes 23 de mayo, la expositora fue Florencia Pascual Winter, investigadora de CONICET en el Laboratorio de Fotónica y Optoelectrónica del Centro Atómico Bariloche y docente del Instituto Balseiro. Habló sobre “Memorias cuánticas de estado sólido”.

*El cuarto coloquio del mes de mayo se realizó el viernes 30 de ese mes, y la expositora fue Adriana Serquis (CONICET, CNEA, UNRN). El título del coloquio fue “Celebrando el año Internacional de la Cristalografía - Aplicaciones en materiales de celdas de combustible”.

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RESÚMENES DE LOS COLOQUIOS DE MAYO -2014

1-COLOQUIO DEL VIERNES 9 DE MAYO DE 2014:

*Título: “Colisiones a la escala nano: desde 1 m/s hasta 10000 m/s”

*Expositor: Eduardo Bringa, CONICET y Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Cuyo, Mendoza.

*Resumen de la charla, presentado por el expositor:

“Las colisiones a la escala nano son relevantes para astrofísica, para ciertos procesos industriales, y para caraterización de materiales, presentando características distintas que las colisiones a escala macroscópica. Nuestra intuición puede crear expectativas de resultados basados en nuestras experiencias diarias, que resultan distintos de lo que sucede en experimentos y simulaciones. Leyes de escala simple fallan si que quiere comparar una bala de fusil a 1000 m/s con un clúster de 10000 átomos impactando a la misma velocidad, sobre la misma superficie.

En ciertos casos uno está interesado en que le sucede al proyectil y en otros en lo que la colisión revela sobre el blanco, como por ejemplo el comportamiento complejo de un sólido bajo condiciones extremas de temperatura y presión.

Algunos de nuestros trabajos en simulaciones de colisiones serán presentados, incluyendo: (i) colisiones entre partículas nano, (ii) colisiones entre una partícula nano y una superficie plana; y (iii) colisiones entre dos superficies. Dentro de estas categorías, se pueden considerar proyectiles y “blancos” rígidos ideales, con estructura cristalina ideal, o con defectos. Entre los defectos consideramos casos con porosidad, bordes de grano, lazos de dislocaciones, etc.

Variaciones de 4 órdenes de magnitud en la velocidad de los proyectiles crean condiciones extremadamente distintas en el “blanco”, especialmente a altas velocidades, incluyendo cambios de fase y excitaciones electrónicas.

Las conexiones entre nuestras simulaciones y distintos experimentos y observaciones también serán discutidas, incluyendo experimentos sobre dureza de materiales y plasticidad, y experimentos sobre granos de polvo interestelar."

2-COLOQUIO DEL VIERNES 16 DE MAYO DE 2014:

*Título: “Dinámica de plasmones y fonones en grafeno epitaxial.”

*Expositor: Daniel Farías. Departamento de Física de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid.

*Resumen de la charla, presentado por el expositor:

“El descubrimiento del grafeno en 2004 ha tenido un gran impacto en el estudio de materiales bidimensionales, renovando el interés en los sistemas formados por monocapas epitaxiales de grafeno (MG) crecidas sobre superficies metálicas. En esta charla presentaré medidas de las curvas de dispersión de fonones y plasmones obtenidas en MG/Pt(111), MG/Ni(111) y MG/Ru(0001) mediante Helium Atom Scattering (HAS) [2] y HREELS.

En MG/Pt(111), hemos medido la dispersión del plasmón π y de un modo acústico similar al ya observado en Be(0001), mientras que los fonones revelan propiedades elásticas similares a las de grafeno libre. Hay dos efectos muy novedosos observados en MG/Ru(0001). Por un lado, el modo de Rayleigh es casi idéntico al del sustrato limpio, a pesar de que HAS es solo sensible a la primera capa superficial. También se observa un nuevo modo con dispersión lineal a bajas energías, que puede deberse a un plasmón acústico o quizás a un plasmarón (estados acoplados fonón-plasmón).

Mostraré finalmente que estas estructuras de grafeno son el espejo ideal a emplear en el prototipo del microscopio de He, un nuevo instrumento que estamos desarrollando. Nuestros resultados muestran que estamos más cerca de alcanzar la resolución buscada de ∼ 20 nm, lo que podría tener un gran impacto en muchas áreas de investigación básica y aplicada.”

3-COLOQUIO DEL VIERNES 23 DE MAYO DE 2014:

*Título: "Memorias cuánticas de estado sólido"

*Expositor: Florencia Pascual Winter. Investigadora de CONICET en el Laboratorio de Fotónica y Optoelectrónica del Centro Atómico Bariloche. Docente del Instituto Balseiro.

*Resumen de la charla, presentado por el expositor:

“Las redes y comunicaciones cuánticas están basadas en canales, donde la información se transmite como bits cuánticos, o qubits, “viajeros”, y en nodos cuánticos, donde la información puede ser almacenada temporalmente en qubits “de materia”. Estos nodos implican un receptáculo material para la información cuántica, así como un protocolo para su almacenamiento y recuperación. La combinación de un medio material y un protocolo constituye una memoria cuántica.

Los iones de tierras raras contenidos como impurezas de baja concentración en cristales transparentes son excelentes candidatos como sistemas materiales para memorias cuánticas por varias razones. En primer lugar, la interacción radiación‐materia es lo suficientemente intensa como para asegurar la eficiencia de las etapas almacenamiento y recuperación. En segundo lugar, el tiempo de vida media de la coherencia atómica, que es el factor limitante para el tiempo de almacenamiento, es lo suficientemente extenso en iones de tierras raras a bajas temperaturas, lo que se refleja en líneas de absorción estrechas.

Esta propiedad se ve apenas levemente afectada cuando los iones se incorporan como dopantes en cristales, alcanzando tiempos de vida media de hasta varios segundos gracias a técnicas de preservación de la coherencia. En tercer lugar, la red cristalina otorga una suerte de contenedor compacto, donde los iones se encuentran inmovilizados. Esto último permite que el tiempo de almacenamiento de la información esté limitado por la vida media de la coherencia, en lugar de por el tiempo de tránsito de los átomos a través el haz óptico, siendo este el caso en medios no condensados.”

4-COLOQUIO DEL VIERNES 30 DE MAYO DE 2014:

*Título: “Celebrando el año Internacional de la Cristalografía - Aplicaciones en materiales de celdas de combustible.”

*Expositor: Dra. Adriana Serquis. CONICET, CNEA, UNRN.

*Resumen de la charla, presentado por el expositor:

“Desde tiempos remotos, los estudiosos de la naturaleza se han intrigado por la belleza de los cristales, su forma simétrica y la variedad de colores. Estos primeros cristalógrafos utilizaron la geometría para estudiar la forma de cristales en el mundo natural y se puede considerar que la primera publicación en el tema fue de Kepler en 1611 sobre la simetría de los cristales de hielo (“On the Six-Cornered Snowflake”).

En el siglo 20, se encontró que los rayos X (descubiertos en 1895) podrían ser utilizados para "ver" la estructura de la materia de una manera no intrusiva. Esto marca el comienzo de la cristalografía moderna. Los cristalógrafos descubrieron que los cristales, debido a su disposición regular de los átomos, dispersa los rayos en pocas direcciones específicas. Mediante la medición de estas direcciones y la intensidad de los haces difractados, los científicos fueron capaces de producir una imagen tridimensional de la estructura atómica del cristal.

En la actualidad, se concibe a la Cristalografía como la Ciencia que estudia los cristales: la estructura de los materiales a nivel atómico molecular, ya que esta información se relaciona fuertemente con las propiedades de los mismos. Si bien su desarrollo fue a partir de estudios por difracción de rayos X, hoy en día también abarca las técnicas de difracción de neutrones y de electrones, aplicándose a todo tipo de material y en muchas áreas del conocimiento.

En la primera parte de esta charla se hará una revisión histórica del desarrollo de la cristalografía, con algunas menciones a hitos como el descubrimiento de la estructura del ADN, y otros ejemplos más actuales. En la segunda parte me enfocaré a algunos estudios realizados en nuestro grupo que muestran el uso de las herramientas de la cristalografía en los materiales que estudiamos.

En particular, en los últimos años se han propuesto diversos óxidos con una estructura cristalina tipo perovskita (ABO3) como candidatos para funcionar como electrodos de celdas de combustible y es necesario contar con una caracterización estructural muy precisa de estos materiales.

La técnica de difracción de Rayos X de polvos (XPD) utilizando difractómetros convencionales de laboratorio (geometría de haz convergente) no puede resolver detalles estructurales que pueden ser importantes para correlacionar con sus propiedades electroquímicas. La técnica de XPD con luz sincrotrón (geometría de haz paralelo) con una configuración de alta intensidad o de alta resolución, permite detectar la presencia de distorsiones estructurales (por ej. En materiales nanoestructurados) o de cambios de fases muy sutiles, respectivamente. Se presentan como ejemplos los resultados encontrados en la craterización de materiales utilizados como electrodos o electrolitos para celdas de combustible de óxido sólido (SOFC).”

Ciclo de coloquios del Instituto Balseiro - 2014:

Link a coloquios de abril de 2014.

Link a coloquios de marzo de 2014.

Link a coloquios de febrero de 2014.

Contacto con los organizadores de los coloquios del Instituto Balseiro:

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Área de Comunicación Institucional

Instituto Balseiro

San Carlos de Bariloche, 03/06/2014