Conferencias Plenarias

Tendremos doce  Conferencias Plenarias repartidas en 3 charlas por dia, incluyendo la charla correspondiente al Premio Giambiagi 2017. Mas info en el libro de resúmenes.

 

Lunes 17/09, 9:30hs, Aula Magna

Mario Díaz

DirectorCenter for Gravitational Wave Astronomy and

Professor Department of Physics and Astronomy

The University of Texas Rio Grande Valley

“El Futuro de la Astronomía de Mensajeros Múltiples.”

El 17 de agosto del 2017 la observación simultánea de la colisión de dos estrellas de neutrones por los detectores de ondas gravitacionales LIGO y VIRGO y por un gran número de instrumentos astronómicos cubriendo todo el espectro electromagnético inauguro una nueva etapa en la historia de la astronomía. En el futuro se va a identificar claramente esa fecha con el nacimiento de la Astronomía de Mensajeros Múltiples.

En esta charla me voy a referir al futuro de la misma y a las oportunidades que se les presentan a científicos argentinos para hacer contribuciones relevantes en el área.

Comenzare por presentar la participación de la colaboración TOROS (integrada por un gran número de astrónomos y físicos argentinos) durante la observación de la kilonova asociada a GW170817. Me referiré luego a los planes en curso para la tercera campaña científica de la colaboración LIGO (LSC) que comenzara en 2019. Asimismo comentare sobre los planes de TOROS asociados a esta campaña de LIGO.

Finalmente hare un resumen de los resultados y promesas futuras que esta observación conjunta electromagnética y gravitacional tiene en distintos campos de la física, la astronomía y la cosmología.

 


Lunes 17/09, 11:00hs, Aula Magna

Kaline Coutinho

Profeora Depto Física Geral – Instituto de Física de la Universidade de Sao Paulo.

Theoretical Studies of Electronic Structure of Molecules Interacting with Phospholipid Bilayers.         

(Estudios teóricos de la estructura electrónica de moléculas que interactúan con bicapas de fosfolípidos)

Molecular surrounding or solvent effects are of essential importance in many different aspects of physics, chemistry, biology and material sciences. The developments of Quantum Mechanics methods devised for studying electronic and structural properties of isolated molecules have been extended to study the properties of molecules in solution. This led to the Continuum Models that treat the solvent by means of average macroscopic constants, such as the dielectric constants. Very successful in different applications, these continuum methods lack the consideration of the microscopic details, the heterogeneous description of more complex molecular surroundings such as lipid membranes and the necessary statistic representation of the thermodynamic molecular system. The natural extension has been to incorporate Molecular Mechanics methods to generate solute-solvent configurations and couple this with the quantum mechanical methods to obtain the solvent effects in the solute properties. We have been involved in the developments and applications of such methodologies. In this presentation we report some developments and address to some applications in polarization and electronic spectra for some organic molecules in different environments: solution [1,2] and phospholipidic bilayers [3,4].

References

[1] “Electric dipole moments of the fluorescent probes Prodan and Laurdan: experimental and theoretical”, C. C. Vequi-Suplicy, K. Coutinho, M. T. Lamy, Biophys. Rev. 6 (2014) 63-74.

[2] “New insights on the fluorescent emission spectrum of Prodan and Laurdan”, C. Vequi-Suplicy, K. Coutinho, M. T. M. Lamy, J. Lumin., 25 (2015) 621-629.

[3] “Molecular Dynamics Investigations of Prodan in a DLPC Bilayer”, W. Nitschke, C. Vequi-Suplicy, K. Coutinho, H. Stassen, J. Phys. Chem. B, 116 (2012) 2713–2721.

[4] “Experimental and theoretical studies of emodin interacting with a lipid bilayer of DMPC”, A. R. da Cunha, E. L. Duarte, H. Stassen, M. T. Lamy, K. Coutinho, Biophys. Rev., 9, (2017) 729-745.


Lunes 17/09, 16:30hs, Aula Magna

Javier Mazzitelli – Premio Giambiagi 2017

Instituto de Física, Universidad de Zurich,  Zúrich, Suiza

“El bosón de Higgs y la búsqueda de precisión”

El estudio de las propiedades del bosón de Higgs es uno de los principales objetivos actuales del Large Hadron Collider y de la física de partículas en general, con el eje puesto en la búsqueda de evidencia de física más allá del Modelo Estándar. En esta charla, luego de una introducción general al tema, ilustraremos de qué modo el cálculo de predicciones teóricas precisas resulta fundamental a la hora de extraer información de los resultados experimentales. En particular, haremos foco en nuestros trabajos relacionados con el cálculo de las correcciones predichas por la cromodinámica cuántica para la sección eficaz de producción de uno y dos bosones de Higgs en colisionadores hadrónicos.

 



 

Martes 18/09, 9:30hs, Aula Magna

Thierry Giamarchi

Universitè de Geneva – Suiza

“The bizarre one dimensional quantum world”

(El extraño mundo unidimensional cuántico)

The effect of interactions on quantum particles is a long-standing question, with important consequences for most realistic systems. In one dimension interactions lead to a radically new type of physics, very different from the one we know for higher dimensional systems. Once a pure theoretical game, such one-dimensional physics has forcefully entered reality with the progress in miniaturization of electronic devices, and the appearance of novel physical system such as cold atoms in optical lattices.

I will present the main concepts underlying this physics, such as the Tomonaga-Luttinger liquid and the various consequences, such as topological excitations and topological phase transitions, that stems from it, or its variants and extensions such as the sine-Gordon or double sine-Gordon theory.

I will show the various experimental realizations that recent progress in material science, nanotechnology and cold atomic physics have provided and will discuss where the field is standing now, and what today’s challenges are.


Martes 18/09, 11:00hs, Aula Magna

 

Jorge Jovicich

Center for Mind/Brain Sciences, University of Trento, Italia

“Excitando al protón para estudiar el cerebro con la enfermedad de Alzheimer

Esta presentación estará dividida en tres partes. En la primera parte repasaremos los conceptos del experimento de resonancia magnética nuclear, la formación de imágenes de resonancia magnética (MRI) y cómo estas  pueden utilizarse de manera flexible para obtener información cuantitativa de  la estructura y función del cerebro de manera no-invasiva. En la segunda parte hablaremos de la enfermedad de Alzheimer y el interés que existe para encontrar biomarcadores tempranos que permitan predecir su riesgo, caracterizar su progresión y respuesta a tratamientos. En la última parte resumiré resultados de estudios multicéntricos recientes que utilizan neuroimágenes para evaluar posibles biomarcadores tempranos de la enfermedad de Alzheimer. Se concluirá con una perspectiva de los desafíos de la metodología MRI para la investigación en este campo de la física aplicada al estudio del cerebro sano y enfermo.

 


 

Martes 18/09, 16:30hs, Aula Magna

Cecilia Bouzat

Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca-Universidad Nacional del Sur-CONICET- Bahía Blanca-Argentina.

“Funcionamiento Molecular de Canales Iónicos Involucrados en la Comunicación Neuronal”

La comunicación rápida y precisa entre neuronas, fundamental para la vida, se realiza mediante la transmisión sináptica. En este proceso, una neurona libera el neurotransmisor que se une a receptores específicos de la neurona adyacente para generar una respuesta. Dentro de la gran variedad de receptores, se encuentran los receptores nicotínicos (nAChR) que son canales iónicos activados por el neurotransmisor acetilcolina (ACh). Actúan como maquinarias moleculares que traducen la unión de ACh en una señal eléctrica, dada por un flujo de iones a través de la membrana celular. Este funcionamiento asegura la precisión y rapidez que requiere la comunicación neuronal. Los receptores se encuentran en sistema nervioso, donde intervienen en procesos tales como memoria y cognición, y en la unión neuromuscular, donde inician la contracción muscular respondiendo a la señal neuronal. Son blancos de drogas, tales como nicotina y bloqueantes musculares, y emergen como nuevos blancos farmacológicos para una variedad de desórdenes neurológicos. Con el fin de dilucidar el mecanismo molecular de funcionamiento y modulación por drogas de nAChRs, sus bases estructurales, e identificar nuevos compuestos con potencialidad terapéutica generamos receptores mutantes, los expresamos en células, y medimos funcionalidad por la técnica electrofisiológica de patch clamp. Esta técnica permite resolver respuestas eléctricas de una molécula receptora individual de amplitudes del orden de pico amperios y duraciones menores al milisegundo. Estas estrategias nos han permitido identificar dominios y aminoácidos claves para la activación del nAChR muscular y neuronal α7, generar modelos cinéticos que explican sus mecanismos de activación, revelar las bases estructurales y mecanísticas de patologías asociadas a nAChRs, identificar nuevos compuestos con potencialidad terapéutica y describir sus mecanismos moleculares de acción. La información del funcionamiento molecular de los receptores en estados de salud y patológicos impacta directamente en el desarrollo racional de nuevos fármacos.

 



 

Miércoles 19/09, 9:30hs, Aula Magna

Celeste Saulo

Directora del Servicio Meteorológico Nacional y vicepresidenta de la Organización Meteorológica Mundial.

“Observación y modelado del sistema climático: un espacio para el encuentro de muchas disciplinas.”

Como en varios campos disciplinares, la tecnología y la ciencia han contribuido a un desarrollo muy acelerado de las técnicas de medición, modelización y pronóstico que se emplean para estudiar el Sistema Terrestre.

Aquí se presentarán algunos tópicos que reflejan el estado del arte en cuanto a la representación del sistema climático, que incluye no sólo a la atmósfera sino también a los océanos, los hielos, la superficie terrestre y las interacciones entre esos sub-sistemas. En particular se discutirán desafíos disciplinares, de cara a producir siempre mejores pronósticos, que lleguen en tiempo y forma a distintos tomadores de decisión (energías renovables, gestión de riesgos de desastres, entre otros). La sociedad nos interpela continuamente y nos demanda no sólo la generación de nuevos conocimientos y la explotación de millones de datos, sino también la producción de ?ciencia accionable?.  En definitiva, un Servicio Meteorológico es una plataforma de servicios a la comunidad basados en ciencia y tecnología, con infinidad de posibilidades para el desarrollo y la innovación. Esta charla te invita a asomarte a algunas de las problemáticas y, por qué no, a que te imagines haciendo tu aporte a este campo del conocimiento.

 


 Miércoles 19/09, 11:00hs, Aula Magna

Adriana Serquis

Departamento Caracterización de Materiales, Centro Atómico Bariloche – ARGENTINA

INN-CONICET-CNEA.

“Estudios in-situ e in-operando de óxidos no-estequiométricos para aplicaciones en energía”

Para el desarrollo de tecnologías limpias y no contaminantes es necesario mejorar la eficiencia de los sistemas eléctricos.  Desde hace varios años, en nuestro grupo se están estudiando materiales basados en óxidos no-estequiométricos para ser utilizados en dispositivos de generación de energía limpia y sostenible como las celdas de óxido sólido (SOC, por sus siglas en inglés) en sus modos pilas de combustible o electrolizadores (SOFC o SOEC). Debido a la fuerte relación entre la estructura cristalográfica y los defectos con las propiedades electrónicas y de transporte de estos materiales, es necesario explorarlos con numerosas técnicas complementarias, y simulando condiciones de operación con el objetivo de correlacionar sus características  con las propiedades de interés (propiedades de transporte, térmicas, electroquímicas, etc.)

En esta charla se mostrarán algunos ejemplos de sistemas en los que se puede ver  la correlación entre los aspectos micro/nanoestructurales (determinados por los parámetros de procesamiento) y las propiedades físicas que determinan la eficiencia de algunos componentes de las SOC. Por ejemplo, en el La0.4Sr0.6Ti1-yCoyO3con 0 ≤ y ≤ 1, propuesto como electrodo para celdas simétricas, se pudo establecer el modelo cristalográfico obtenido a través del análisis de datos de difracción de rayos X (DRX) y validado con difracción de neutrones (NPD) y espectroscopia de absorción de rayos X (XANES y EXAFS).  También se presentan otros estudios de la estabilidad estructural, la compatibilidad química entre el electrodo y los materiales de electrolitos estudiados, las características del envejecimiento y la degradación en la reacción de reducción de oxígeno y otros sistemas con conductividad protónica. Todos estos estudios son necesarios, para encontrar la combinación ideal de materiales (y procesos de síntesis) que optimicen su rendimiento y estabilidad a largo plazo, para llegar a ser utilizados enaplicaciones.

 


Jueves 20/09, 9:30hs, Aula Magna

 María José Sánchez:

Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro

INN-CONICET 

“Control cuántico de átomos artificiales basados en dispositivos  de estado sólido.”

Las  tecnologías cuánticas  exploran y explotan características únicas  del mundo cuántico, como  la superposición de  estados y el entrelazamiento.

Uno de los mayores desafíos en el área, está centrado en el control de sistemas físicos candidatos a actuar  como bits cuánticos o qubits.

En las últimas dos décadas se ha consolidado  un extraordinario avance en el desarrollo  e integración de dispositivos de estado sólido basados en circuitos superconductores  los cuales, para temperaturas en el  rango de los mK, se comportan como átomos artificiales con niveles de energía discretos y sensibles a campos externos electromagnéticos.

En esta charla  les resumiré los avances recientes en el control y manipulación de qubits superconductores. Describiré protocolos  que permiten  nuevas   espectroscopías, el control  de la población   y la generación de  entrelazamiento cuántico, considerando los efectos de  decoherencia y disipación producidos por el ruido ambiente.

 


 Jueves 20/09, 11:00hs, Aula Magna

Sergio O. Valenzuela

Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), Barcelona, España.

Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), CSIC.

 “Spin and hot-carrier transport in graphene-based devices”

Graphene has great potential as a building block for new spintronic applications [1]. Room temperature spin relaxation lengths of over 30 micrometres have already been achieved, enabling the transport of spin information over long distances. Spin filtering effects and the demonstration of enhanced perpendicular magnetic anisotropy in cobalt-graphene structures are both promising for magnetic random access memory applications. Furthermore, the combination of spin transport with spin manipulation, which is possible in graphene by inducing magnetic correlations or large spin-orbit coupling by proximity with suitable materials, may pave the way to disruptive spintronic technologies based on “all-graphene” devices. In this talk I will first give an overview of the experimental state of the art and describe our understanding of the basic spin relaxation mechanism in graphene, which is the key to achieve full control of the spin degree of freedom. I will introduce the main theoretical models that are currently being considered, which are unique to graphene and involve either resonant scattering with magnetic centres or spin-pseudospin coupling and Rashba spin-orbit interaction. I will then discuss recent experimental efforts aiming at highlighting their peculiarities; in particular, at verifying whether the spin relaxation is anisotropic, which would be the hallmark of the presence of a dominant spin-orbit field [1,2,3]. These experimental efforts can also provide valuable information of spin-orbit proximity effects and spin Hall effects [3,4,5]. In the last part of the talk, I will discuss the generation, propagation and detection of hot carriers in graphene using purely electrical means. I will show that because typical carrier cooling times can be similar to spin lifetimes, it is possible to implement nonlocal hot-carrier injection and detection methods analogous to those used for spin [6]. In addition, I will present evidence that the spin propagation can be reinforced (suppressed) by the presence of hot electrons, suggesting that the remote spin accumulation can be controlled using temperature gradients [7].

 

[1] W. Han, W., R. K. Kawakami, M. Gmitra, M. and J. Fabian, Nature Nanotechnology9, 794–807 (2014)

[2] B. Raes et al., Nature Commun. 7, 11444 (2016); B. Raes et al., Phys. Rev. B95, 085403 (2017)

[3] L. A. Benítez et al. Nature Phys. 14, 303 (2018)

[4] J. Sinova et al. Rev. Mod. Phys. 87, 1213 (2015)

[5] D. Van Tuan etal.,Phys Rev. Lett.117, 176602 (2016); W. Savero-Torres, et al., 2D Mater. 4041008 (2017)

[6] J. F. Sierra et al., Nano Lett.15, 4000 (2015)

[7] J. F. Sierra et al., Nature Nanotechnology13, 107(2018)

 


Jueves 20/09, 13:00hs, Aula Magna

Andrea Bragas

Directora Departamento de Física-FCEyN-UBA

Profesora Adjunta. Investigadora Independiente CONICET

“Fotónica, sonido y química con nanoantenas ópticas”

 Las antenas ópticas son objetos cuyos tamaños están en las decenas de nanómetros y que se utilizan para enfocar e intensificar la luz en tamaños sub-longitud de onda. Los avances en nanotecnología han permitido estructurar los materiales de manera de obtener una distribución controlada de los campos ópticos en la nanoescala, lo que ha abierto un enorme abanico de aplicaciones. Uno de los grandes objetivos detrás de estos desarrollos es la posibilidad de transmitir información a través de un sistema totalmente óptico. Con esta tecnología es posible controlar luz con luz y, por ejemplo, lograr cambio de color y dirección, enfoque, filtrado, etc. Pero no todo se agota allí. En esta charla haremos una breve reseña del trabajo de nuestro grupo con nanoantenas metálicas y dieléctricas comparándolas en relación con sus capacidades para intensificar y confinar la luz, y un repaso sobre aplicaciones como microscopía de resolución subnanométrica, detección ultrasensible de moléculas, generación de luz de color diferente al incidente y control de la emisión de luz en la nanoescala. Y nos detendremos en dos aplicaciones recientes: la generación, propagación y detección de ondas de hipersonido usando nanoantenas excitadas por pulsos de luz ultracortos. Y la otra es en el campo de la química plasmónica, la posibilidad de usar nanoantenas para la remediación de aguas contaminadas con arsénico.