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¿Es posible atravesar paredes sin destruirlas? Partículas atómicas y dispositivos de tunelamiento cuántico

Conferencia 5 (2021)

Dr. Edgar J. Patiño, Ph.D.

(Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia)

Título: ¿Es posible atravesar paredes sin destruirlas? Partículas atómicas y dispositivos de tunelamiento cuántico.

Lugar: Plataforma ZOOM, ID: 85630893291.

Fecha: Lunes 06 de septiembre de 2021.

Horario: 16h00 - 18h00.

Resumen: ¿En qué consiste el fenómeno de tunelamiento cuántico?, ¿cómo funcionan los dispositivos de tunelamiento cuántico?, ¿este proceso cuántico toma algún tiempo?, ¿disipa energía? El tunelamiento cuántico es uno de los efectos más contradictorios y sorprendentes de la Mecánica Cuántica que se ha confirmado en numerosos experimentos. En efecto, un electrón puede cruzar una barrera de potencial aunque tenga menos energía que la altura de la misma. Una pregunta que sigue siendo controversial entre la comunidad de Físicos es el tiempo que tarda un electrón en cruzar una barrera y ¿cómo disipa energía?  Durante esta charla, abordaremos estas preguntas y buscaremos respuestas a las mismas, mediante experimentos desarrollados en el Laboratorio. Veremos que podemos extraer un valor preciso del tiempo de tunelamiento, correspondiente al tiempo que un electrón permanece en la barrera. Esto se ha hecho por primera vez utilizando una unión de túnel de estado sólido.

Edgar J. Patiño es Profesor Asociado de Física, en Materia Condensada Experimental, en la Universidad de Los Andes (Colombia) desde 2007. También, se desempeñó como Profesor Ocasional en la Universidad Yachay Tech en el 2018, donde montó los primeros Laboratorios de Nano-Fabricación de Ecuador. Obtuvo su título de Físico en la Escuela Politécnica Nacional (Ecuador). Pasó un año como científico asociado en la Universidad de Tecnología de Helsinki (Finlandia). Realizó sus estudios de Doctorado (Ph.D.) en la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y su formación Post-Doctoral en el Laboratoire de Physique des Solides (Francia). Después de esta posición Post-Doctoral, se trasladó a Colombia para iniciar los primeros Laboratorios de Física de la Materia Condensada. Ahí fue capaz de montar dos Laboratorios de Investigación de primera clase: "Laboratorios de Superconductividad y Nano-Dispositivos", los cuales se han dedicado principalmente a la investigación de dispositivos con dimensiones micro y nano-métricas de materiales magnéticos, semiconductores y superconductores. Como experimentalista, ha diseñado y construido equipos y experimentos con características únicas, incluyendo el primer sistema de evaporación de e-gun en Colombia, con máscaras para fabricación de dispositivos y un cañón de iones de Argón para pulido a nivel atómico dentro de la cámara de vacío, estas características hacen que este sistema sea comparable a los mejores del mundo. Otros ejemplos son el montaje experimental MOKE/resonancia plasmónica, iniciado con su primer estudiante de Doctorado. Más tarde, en el 2021, con base en la resonancia plasmónica, desarrolló la primera patente internacional del Departamento de Física de la Universidad de los Andes, sometida recientemente en Estados Unidos. Otros experimentos, en su Laboratorio, incluyen un sistema de Helio 3 en funcionamiento en el Laboratorio de Superconductividad, el cual es capaz de alcanzar temperaturas ultra-bajas, cercanas ~ 0.5 K. Estas características hacen a estos Laboratorios únicos en Colombia y los ponen a nivel internacional. Como prueba de ello, los resultados de las investigaciones con estos sistemas han sido publicados en revistas de alto impacto. Como Profesor Universitario, ha supervisado oficialmente el trabajo de investigación de numerosos estudiantes de Pregrado, Maestría, Doctorado, así como de Investigadores Post-Doctorales. También, ha enseñado y presidido 13 cursos diferentes, a nivel de Pregrado y Postgrado. Entre sus contribuciones científicas, ha sido autor de 29 trabajos de investigación en revistas científicas, de los cuales unos 18 constituyen contribuciones directas como primer autor, director o codirector.

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El problema de la ciencia en los albores del siglo XXI: ¿una ciencia para el hombre o el hombre para la ciencia?

Conferencia 4 (2021)

Dr. Gualtiero A. N. Valeri, Ph.D.

(Pontificia Academia Tiberina, Caballero de San Juan en Jerusalén - Orden de Malta)

Título: El problema de la ciencia en los albores del siglo XXI: ¿una ciencia para el hombre o el hombre para la ciencia?

Lugar: Plataforma ZOOM, ID: 97999178463.

Fecha: Lunes 23 de agosto de 2021.

Horario: 16h00 - 18h00.

Resumen: Podemos dividir el desarrollo histórico del pensamiento científico en dos grandes periodos: la ciencia del mundo antiguo, hasta el Renacimiento, y la ciencia "moderna" desde el Renacimiento hasta nuestros días. Mientras que en el mundo antiguo la ciencia tenía un valor predominantemente filosófico, y los estudios científicos pertenecían al dominio de la Filosofía, la ciencia "moderna" aparece, al menos en parte (además de un cambio en el método de investigación que ha pasado de la observación, desde la interpretación subjetiva con una búsqueda de las primeras causas bastante ligadas a una visión teológica, hasta el método analítico experimental de matriz paracelsiana y galileana) estrechamente ligado a la revolución tecnológica que se inició, precisamente, en el Renacimiento, y al nacimiento de la economía industrial. Pero la ciencia del mundo antiguo aparece, a la luz de una perspectiva epistemológica que hoy se aleja cada vez más de una visión materialista y positivista nacida y desarrollada a partir del siglo XVIII, mucho más ligada al Hombre en la búsqueda de su dimensión Cósmica que la ciencia moderna, que se ha desprendido profundamente del Hombre en nombre de una objetividad - filosóficamente inverosímil - cada vez más vinculada a una dimensión económica, industrial y política. El problema, que probablemente tengamos que analizar hoy, es si esta forma de hacer ciencia, a pesar de haber impulsado un gran desarrollo tecnológico, ha contribuido a crear una Humanidad más feliz y más justa, o no. En este sentido, incluso partiendo de las bases sentadas por algunos filósofos en el siglo pasado, comenzando por Rudolf Steiner, nuestro compromiso hoy debe estar dirigido a generar una tercera reforma científica, donde la ciencia recupere su dimensión humana y no se enfoque solo en los modelos propuestos hoy, muy centrados en una visión europeo-mediterránea, y abierta a la integración de modelos de pensamiento propios de otras culturas. Culturas que, no debemos olvidar, a lo largo de los siglos han producido formas de ciencia "alternativas" a la que hoy aceptamos como la única posible, formas que muchas veces fueron canceladas por una visión muy eurocéntrica y, podemos decir "colonial", de la ciencia (y de la cultura en general).

Nacido en Padua (Italia) en 1960, actualmente vive y trabaja en Quito (Ecuador). Está casado con María Alexandra Quintero Bautista (nacida en Esmeraldas, pintora y escultora acreditada en el Registro Único de los Artistas Ecuatorianos - RUAC) desde 2002, con dos hijos. Estudió Química Industrial e Ingeniería Química en Italia. Asistió a diversos cursos de actualización y especialización; en los últimos 10 años: en SUPSI/Sociedad Suiza para la Gestión del Agua, Lugano, sobre la regulación de los ríos; nuevamente, en SUPSI, Lugano, sobre la administración de sistemas LINUX; asimismo, en SUPSI, Lugano, sobre el cálculo de los costos de construcción; terapia bioenergética en Italia; fotografía en Italia con M.tro Angelo Ferrillo; en Suiza y Ecuador asistió a cursos avanzados de español, inglés y francés. Especialmente en Suiza estudió lengua y literatura española y latinoamericana con el poeta, escritor y periodista chileno Prof. Franco Barbato Fuentes. Está inscrito en el Registro Único de los Artistas Ecuatorianos - RUAC, desde septiembre de 2018, en las categorías "Producción literaria, narrativa y editorial" e "Investigación, promoción y difusión de la cultura". En 2011 recibió el Premio "Jacques Benveniste" para la Biofísica en Alushta (Crimea), por sus estudios sobre la estructura del agua y los efectos químicos y sobre los sistemas vivos relacionados. En 2013 fue premiado en Roma por su trabajo de promoción de la cultura científica por el Centro "CulturAmbiente" (Vaticano). Desde 2014 es Miembro Ordinario de la Academia Pontificia Tiberina (Roma). En 2015 recibió el Premio "Hipócrates" para las Ciencias de la Salud por la Norman Academy (Miami y Roma). Desde 2020 es Delegado para Europa de la Cumbre Mundial de las Artes, las Ciencias y la Espiritualidad (sede: Quito). Desde 2014 es Miembro de la Orden de los Caballeros de San Juan en Jerusalén (Orden de Malta). En 2015 recibió el título de "Noblehombre" de manos del Príncipe Mons. Adeodato Leopoldo Mancini [†] (Patriarca de la Iglesia Ortodoxa de Rito Oriental, ex Patriarca de Teherán), por su compromiso humanitario. Desde 2020 es Director Científico y copropietario de la empresa minera KroWork Ltd. (Casablanca [Marruecos], Freetown [Sierra Leona] y Londres [Gran Bretaña]) - producción de metales nobles y raros, especialmente desarrollando el diseño de sistemas mineros ambientalmente sostenibles y sistemas alternativos de refinación de metales raros. Ha escrito en diversas revistas ("Il Novecento", "Il Piovego", "Noticias Bibliográficas de la Región Veneto", "El Triveneto y la Europa", "Lux Terrae", "Luz de los Andes - Desde la Tierra del Sol", etc.), con especial atención a la conservación del patrimonio histórico cultural de interés científico, el medio ambiente, la medicina ancestral en América Latina, etc. Varios de sus artículos científicos han sido publicados en revistas internacionales y actas de congresos. Desde 1990 ha sido ponente en diversas conferencias sobre temas relacionados con Química, Biofísica, medio ambiente, energía, Metalurgia, patrimonio cultural, Historia de la Ciencia (Italia, Suiza, Ucrania, Rusia, España, Ecuador, Japón). Ha participado, desde 1993 en adelante, en diversas transmisiones de radio y televisión relacionadas con problemas ambientales, energéticos y de desarrollo sostenible en Italia y Ecuador. Ha realizado diversas conferencias, desde 1990 en adelante, sobre temas relacionados con la protección del medio ambiente, la agricultura, el desarrollo sostenible, la Historia de la Ciencia, tanto en Italia como en Ecuador. Ha impartido diversas conferencias y seminarios sobre temas relacionados con la Química del agua, Psicología, generadores magnetohidrodinámicos, desde 1986, en universidades y otras instituciones de Italia, Suiza y Ecuador. En 1984 publicó, en las Ediciones Imprimitur de Padua, el libro de introducción al Cálculo Químico "Cálculos Estequiométricos". Hasta el momento, ha obtenido unas diez patentes de invención en los campos de Química, Farmacología y Física Técnica.

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Estructura y dinámica interna de asteroides granulares

Conferencia 3 (2021)

Dr. Paul Sánchez, Ph.D.

(Colorado Center for Astrodynamics Research, University of Colorado Boulder, USA)

Título: Estructura y dinámica interna de asteroides granulares.

Lugar: Plataforma ZOOM, ID: 97284065370.

Fecha: Lunes 09 de agosto de 2021.

Horario: 16h00 - 18h00.

Resumen: Durante los últimos 20 años de investigación sobre la expiración de asteroides y cuerpos menores del Sistema Solar, se ha llegado a la conclusión de que estos cuerpos son agregados granulares, es decir, cúmulos de rocas, piedras pequeñas y polvo que se mantienen en equilibrio mecánico debido a fuerzas de atracción gravitacional principalmente. El comienzo de la era espacial y la puesta en órbita de satélites también dieron lugar al descubrimiento del efecto de la presión de la radiación solar en la velocidad de rotación y en la órbita de cuerpos pequeños. Estos son los efectos de Yarkovsky y YORP, el segundo de los cuales tiene la capacidad de acelerar la rotación de un asteroide. Sin embargo, si fuera solo la gravedad la que mantiene la estabilidad mecánica de un asteroide, todos, impulsados por el efecto de YORP, deberían tener un mismo límite para su periodo de rotación. No obstante, se ha notado que asteroides pequeños (<150 m), pueden rotar a velocidades mucho mayores de lo que el límite gravitacional lo debería permitir. En esta charla, hablaremos de algunos de los métodos que hemos utilizado para analizar este tipo de asteroides, las predicciones que se han podido hacer, lo que hemos podido observar en algunas de las últimas misiones espaciales y lo que hemos podido aprender de los asteroides visitados.

Dr. Paul Sánchez obtained his undergraduate degree in Pure Physics in Ecuador while doing research in Computational Quantum Chemistry, he then obtained his Ph.D. degree at the University of Nottingham in England in the the field of Granular Dynamics, after which he did his postdoctoral training at the Université de Rennes 1 in France studying confined granular flows. After this, for a short period of time, he worked for the Ecuadorian government at the former National Secretariat of Science and Technology (today SENESCYT) as a Department Director in charge of scholarships and international contact. It was during this period of time that he was hired to work with Prof. Daniel Scheeres at the University of Colorado Boulder and was finally introduced to his current field of research in Planetary Sciences. Due to this unusual professional trajectory, he has gained extensive working knowledge about three very different scientific fields as well as about the administration of science. During his stay at CU Boulder he has worked in collaboration with researchers at the Southwest Research Institute, Ball Aerospace Corporation, Lockheed Martin, The University of Nottingham, The University of Montpellier, The University of Central Florida, The University of Maryland and NASA Ames, among the most important. He was also a research associate in the NASA OSIRIS-REx mission, becoming a collaborator in December, 2018, and is part of the Science Team in charge of the Strata-1 experiment in the International Space Station which will soon be open to other researchers as the “Hermes facility.” At the moment, his main research focus is the study of small asteroids as granular media in micro-gravity conditions which has allowed him to be part of the Sample Analysis Readiness Test team that will analyse the sample that will be arriving from asteroid Bennu. Binary asteroid 20882 (VH57) has been renamed 20882 Paulsánchez due to his contributions to the field.

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