Física (Mag.)
URI permanente para esta colecciónhttps://hdl.handle.net/20.500.12404/760
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Ítem Restringido Caracterización óptica de películas delgadas de SiO2 con nanoestructuras de TiO2 embebido por medio de elipsometría espectral de ángulo variable y la aproximación de medio efectivo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2025) Espinoza Gutarra, David Dante; Guerra Torres, Jorge AndrésSe caracterizó las propiedades ópticas en el rango de luz visible de películas delgadas depositadas sobre vidrio y silicio, las cuales fueron preparadas por la empresa AGP-Glass. Estas películas delgadas están conformadas por SiO2 con nanoestructuras de TiO2 embebido y tienen por nombre comercial Fractal. Para el análisis se utilizó la técnica de elipsometría espectral de ángulo variable y la aproximación de medio efectivo. Se analizó la influencia de la temperatura de curado de las películas y la concentración de TiO2 sobre las propiedades ópticas de las películas. Típicamente a mayor concentración de TiO2 se observa una tendencia a obtener un mayor índice de refracción en la película Fractal. Se observó que el índice de refracción efectivo del material varía entre 1.45 a 1.7 dependiendo de la concentración de componente activo y la temperatura de tratamientos térmicos postdeposición. Se estudió la morfología de las películas. Se obtuvo el índice de refracción para las diferentes muestras de películas delgadas y su dependencia respecto a la longitud de onda.Ítem Acceso Abierto Estudio de la robustez de la fase geométrica asociada a la evolución de un cúbit usando la computadora cuántica de IBM(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2026) Obregón Hilario, Wilber André; Ortiz Cabello, Omar HernánDurante la evolución de un cúbit, su estado cuántico puede adquirir una fase total (Pancharatnam), compuesta por una contribución dinámica y una contribución geométrica. La contribución geométrica a la fase total es determinada únicamente por la trayectoria seguida en el espacio de parámetros. Debido a esta dependencia geométrica, dichas fases han sido propuestas como un recurso potencialmente robusto frente a ciertos tipos de ruido y errores de control en sistemas cuánticos. En esta tesis se estudia la robustez de las fases de Pancharatnam y geométrica asociadas a la evolución de un cúbit, considerando trayectorias ruidosas sobre la esfera de Bloch. Para ello, se emplean circuitos cuánticos análogos a arreglos interferométricos utilizados para la medición de estas fases en cúbits de polarización. Se muestra la implementación de estos circuitos cuánticos, ejecutados en las computadoras cuánticas y simuladores de IBM, es decir, utilizando cúbits superconductores. Se analiza la influencia del ruido en dos escenarios: (i) promediando sobre un conjunto de trayectorias ruidosas y (ii) considerando una única trayectoria ruidosa. En el primer caso, los resultados muestran escenarios en los que la fase de Pancharatnam presenta una mayor robustez que la fase geométrica. En el segundo caso, las simulaciones revelan que la sensibilidad de las fases depende de la trayectoria elegida y de su parametrización, observándose que la robustez de los parámetros medidos está correlacionada con la derivada de la fase respecto al parámetro que controla la evolución. Estos resultados sugieren que la robustez observada de las fases en la metodología empleada no es general, sino que depende tanto de la trayectoria como de su parametrización, siendo la estabilidad de cada fase una propiedad relacionada a la forma en que se implementa la evolución del cúbit.Ítem Acceso Abierto Concentración de radón 222 a nivel del suelo en una zona interior de la Pontificia Universidad Católica del Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2025) Hinojosa Vidal, Larissa Zoraya; López Herrera, María ElenaSe mide la exhalación de radón a poca profundidad del suelo en un terreno interior de la PUCP, en una zona ubicada en el distrito de San Miguel (Latitud: 12°4.436'S; Longitud: 77°4.754'O). El interés del estudio es conocer estos valores dado que la radiación ionizante generada durante el decaimiento del radón 222 y sus productos de desintegración es responsable de causar daños significativos a nivel tisular y genético en los seres humanos. En un área de 20 m x 30 m, se cavaron 18 hoyos con una profundidad aproximada de 15 cm. En cada hoyo se colocó un recipiente plástico de 10 oz de capacidad, cuya función fue proteger y sostener un detector de trazas de huellas nucleares LR-115 tipo 2. La recolección de datos se llevó a cabo en cinco períodos, cada uno de aproximadamente 15 días, durante las estaciones de verano y otoño. Para determinar la concentración de radón los detectores fueron tratados químicamente para que las trazas dejadas por la radiación ionizante fueran visibles en un microscopio óptico. Los resultados indican que la mayor concentración relativa de partículas alfa se encuentra en suelos secos, predominantemente compuestos de grava, con escasa humedad y poco material biológico. Por otro lado, se observa que la variación en las concentraciones medidas se debe principalmente a la textura del suelo en el distrito de San Miguel, cuyo origen proviene de los depósitos aluviales del río Rímac, situados a profundidades superiores a los 100 m. Como resultado, las concentraciones de radón detectadas son más bajas en comparación con estudios realizados en áreas cercanas a los ríos que desembocan en la costa peruana.Ítem Acceso Abierto Análisis radiométrico de relaves mineros usados como materia prima para elaborar materiales de construcción(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024) Muñoz Gambini, Daniel Alonso; Pereyra Anaya, Patrizia EdelEn el contexto de la Economía Circular, las operaciones mineras se enfrentan al desafío crucial de gestionar los residuos generados, conocidos como relaves, que representan una potencial fuente de contaminación ambiental y riesgos para la salud humana. Este trabajo de tesis se centra en la conversión de relaves mineros en materiales de construcción, una solución que no solo mitiga los impactos ambientales negativos, sino que también impulsa la transición hacia un modelo económico más circular y sostenible. El estudio se realizó en el marco del proyecto CAP PI0752, que busca desarrollar un cemento geopolimerizado utilizando relaves procedentes de la sierra norte del Perú. Como parte de la investigación, se realizaron análisis de la composición química y radiométrica de los relaves antes y después del proceso de geopolimerización. Los radionucleidos 40K, 226Ra y 232Th fueron estudiados para determinar su impacto radiológico. Los objetivos principales de este trabajo incluyen la validación de un programa basado en el método Montecarlo con el software ETNA, la validación de la metodología de cálculo de eficiencia transferida utilizando materiales de referencia, y el cálculo de los índices radiológicos para evaluar los riesgos a la salud humana. Los resultados obtenidos demostraron que las concentraciones de actividad de los radionucleidos en los relaves, tanto antes como después del proceso de geopolimerización, se encuentran por debajo de los límites máximos establecidos. Esto indica que es posible utilizar los relaves como materia prima para la fabricación de materiales de construcción sin aumentar los riesgos radiológicos para la salud humana. Además, la metodología utilizada fue validada con éxito mediante materiales de referencia, lo que refuerza la fiabilidad de los resultados obtenidos. Este trabajo contribuye significativamente a la mitigación de los efectos negativos de la minería en el Perú, proponiendo una alternativa viable para la gestión de residuos mineros y la reducción de conflictos sociales relacionados con la contaminación ambiental. Además, fomenta la reutilización de materiales residuales, alineándose con los principios de la Economía Circular y promoviendo un desarrollo más sostenible en las regiones afectadas por la minería.Ítem Acceso Abierto Medición de curvas I-V y electroluminiscencia para control de calidad de módulos y generadores fotovoltaicos bajo condiciones de operación(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024) Mendoza Aucaruri, Dante Alberto; Palomino Tofflinger, Jan AmaruEl laboratorio de investigación fotovoltaica del Grupo de Ciencia de Materiales y Energías Renovables de la PUCP (MatER-PUCP) cuenta con tres sistemas fotovoltaicos de diferentes tecnologías conectados a la red: Passivated Emitter and Rear Cell (PERC), Hetero-junction with Intrinsic Thin layer (HIT) y Copper Indium Gallium Selenide (CIGS) con potencias máximas nominales de 1675 W, 1650 W y 1610 W, respectivamente. En el mes de marzo 2021 se tuvo una pérdida de rendimiento global del sistema CIGS por debajo del 70 %, y por lo cual se requería saber la causa de esta pérdida. Para el análisis de los sistemas FV se planteó en esta tesis dos metodologías para poder determinar el estado de calidad de los sistemas FV. Primero, la medición de curvas corriente voltaje (I-V) de módulos fotovoltaicos (FV) que son aplicadas de manera rutinaria y común en las etapas de fabricación, montaje y mantenimiento. Mediante la interpretación de las curvas podemos plantear hipótesis de modos de fallas o anomalías de un arreglo de módulos FV. Esto significa una primera vista de control de calidad de módulos o arreglos FV. Segundo: toma de imágenes de electroluminiscencia (EL), esta prueba significa una vista más detallada y profunda de módulos FV, por el cual podemos determinar la degradación, defectos o fallas en las celdas de cada módulo FV. Estas dos pruebas nos ayudan a comprender mejor el modo de falla de módulos FV. Los resultados que se obtuvo de utilizar al aplicar la medición de curvas I-V mostraron una desviación de los parámetros de potencia máxima extrapolada a condiciones estándares por debajo de los datos de la hoja técnica en mayor proporción en la tecnología CIGS (hasta -24%), seguido de la tecnología HIT (hasta -14%) y por último la tecnología PERC (-7%). Las pruebas de EL confirmaron una degradación en la tecnología CIGS mientras las tecnologías HIT y PERC no presentaron imágenes EL con fallas o defectos importantes que afecten la calidad de los módulos FV. Sin embargo, fue hallada un artefacto de capacitancia del equipamiento de trazador de curvas I-V en el proceso de medición de la tecnología HIT, probablemente causados por capacitancias parásitas en las celdas, que no relaciona las curvas I-V medidas y las imágenes de EL. Según últimos reportes en la comunidad FV, este tipo de artefacto se presenta en la gran mayoría de trazadores comerciales basados en cargas capacitivas y surgió con la introducción de las nuevas tecnologías FV de alta eficiencia como los HIT. Este último resultado presenta un nuevo reto en la caracterización de generadores FV de última generación y resalta la necesidad de una adaptación de los trazadores de curvas I-V comerciales.Ítem Acceso Abierto Caracterización estructural de bulks de silicio cristalino y amorfo generados mediante simulación computacional(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024) Dávila Dávila, Alex Ernesto; Guerra Torres, Jorge AndrésEsta disertación está dedicada a la caracterización estructural de bulks de silicio cristalino y amorfo generados mediante simulaciones computacionales. El Capítulo 1 consiste en una revisión general del estado del arte relativo a la simulación y descripción de características estructurales de materiales cristalinos y amorfos y la presentación de los objetivos de la investigación. El Capítulo 2 presenta en detalle la fundamentación del uso de las siguientes medidas de caracterización estructural de bulks: 1) longitudes de enlace entre átomos, 2) ángulos que forman entre sí dos parejas de átomos, 3) funciones de distribución radial y de correlación, 4) estadísticas de anillos que los átomos forman entre sí, y 5) factores de estructura. El Capítulo 3 presenta los resultados de: 1) visualización de: a) un bulk de silicio cristalino de 216 átomos generado para la presente investigación y b) un bulk de silicio amorfo de 216 átomos generado por Barkema y Mousseau (2000) y 2) las medidas de caracterización estructural de los dos bulks. El Capítulo 4 sumariza: 1) cada uno los resultados alcanzados y los compara con los obtenidos con simulaciones reportadas en la literatura así como experimentos y observaciones igualmente reportados en la literatura, 2) discute los alcances y las limitaciones de la presente investigación y 3) señala brevemente las líneas de trabajo que podrían desarrollarse a futuro, en Apéndice se describen en detalle los procedimientos para visualizaciones y cálculos y se muestran los códigos programación utilizados para generar el bulk cristalino empleado en la presente investigación y el cálculo de las funciones de correlación.Ítem Acceso Abierto On the optoelectronic properties of sputtered aluminium doped zinc oxide: a critical assessment(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024) Enrique Morán, Luis Alonso; Guerra Torres, Jorge AndrésEn este trabajo, películas delgadas de óxido de zinc dopado con aluminio (AZO) con diferentes concentraciones de aluminio (Al) fueron crecidas por pulverización catódica de radiofrecuencia y luego fueron calentadas a 400°C en una atmósfera de Argón. El espectro de absorción del óxido de zinc (ZnO) exhibe una contribución de la absorción excitónica a la absorción fundamental que típicamente no es considerada en ZnO dopado con Al. No obstante, se muestra que la banda de excitones libres es aún visible en AZO con bajas concentraciones de Al. Adicionalmente, los estados de defectos, inducidos por el dopaje, incrementan el tamaño de los estados de cola. Estos dos factores, estados de cola y bandas de excitones libres, tienen un efecto substancial en los valores del ancho de banda óptico determinado a partir de la absorción fundamental y deben ser tomados en cuenta con modelos adecuados. En este trabajo, usamos un modelo recientemente desarrollado basado en el modelo de dispersión óptico de Elliot para determinar con precisión el ancho de banda óptico, la energía de ligadura de los excitones y la energía de Urbach de películas delgadas de AZO. Por otro lado, analizamos la absorción de portadores de carga libres, la cual es típicamente modelada por el modelo de dispersión de Drude. Sin embargo, este último no toma en cuenta el hecho de que los centros de dispersión también interactúan con el campo eléctrico externo. Para considerar este efecto, varios modelos han sido propuestos para analizar la resistividad dinámica del material. Típicamente, la resistividad dinámica tiene una dependencia exponencial y un valor de -1.5 es asumido para semiconductores altamente dopados. En este trabajo, dejamos este parámetro libre obteniendo una mejor descripción de los portadores de carga libres y su variación con el dopaje de aluminio.Ítem Acceso Abierto Distinguishing non-standard neutrino interaction scenarios(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023) Pérez García, Alicia; Gago Medina, Alberto MartínLas oscilaciones de neutrinos son uno de los casos más representativos de física más allá del Modelo Estándar de partículas elementales. Aunque se ha establecido que este comportamiento es inducido por la diferencia de masas de neutrinos (oscilaciones estándar), las anomalías observadas en la data experimental podrían ser explicadas con física no estándar presente de manera subyacente a las oscilaciones inducidas por masa. Actualmente, se manejan diferentes escenarios de física no estándar, pero no se tienen claras distinciones en su modificación de las observaciones de oscilaciones de neutrinos esperadas, ni preferencias establecidas de la naturaleza por ellos. Este trabajo propone el análisis de estadísticos y/o valores resultantes de ajustes de diferentes modelos a la data, para evaluar la posible distinción entre el-los. En particular, nos enfocamos en el marco de Interacciones no-estándar de neutrinos con materia (Non-Standard Interactions - NSI), evaluadas en el experimento DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment). Escogemos tres casos representativos y específicos del amplio conjunto de parámetros que ofrecen la interacciones no-estándar, y realizamos ajustes a la data generada considerando alguno como el que se encuentra presente en la naturaleza. Evaluamos el comportamiento de la significancia de los ajustes y la distorsión en la fase de violación CP respecto a la fase true, mientras intensificamos la presencia del caso NSI true. Buscamos identificar patrones para cada caso y sistematizar sus efectos característicos sobre las observaciones. Encontramos que efectivamente es posible identificar patrones en el comportamiento de las cantidades elegidas, aunque una relación directa entre ellas no puede ser establecida. Esto demuestra la posibilidad de aplicar el método en otros escenarios más allá ́ a del modelo estándar, resaltando la importancia del uso de varias cantidades resultantes de los ajustes de los modelos. Parte de este trabajo fue incluido en el poster titulado DUNE sensitivity for observing/discriminating theories beyond standard neutrino oscillation, presentado en XVIII International Conference on Topics in Astroparticles and Underground Physics (TAUP 2023).Ítem Embargo Clasificación de estados tipo grafo para implementación de circuitos cuánticos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024) Pardo Figueroa Rojas, Renzo Fernando; Ortíz Cabello, Omar HernánLa computación cuántica es uno de los campos de investigación más activos en los últimos años. La idea de realizar computación mediante bits cuánticos (cúbits) se remonta a Benioff y Feynman en la década de 1980. Esto dio origen al modelo del circuito que es un enfoque que utiliza compuertas cuánticas para describir transformaciones sobre cúbits en un estado inicial. Otra alternativa es el modelo de computación cuántica basado en mediciones (MBQC). En particular, el llamado modelo one-way que es el primero de este tipo. Este modelo no utiliza compuertas, sino mediciones de un cúbit a la vez sobre un estado cuántico de múltiples cúbits altamente entrelazado. Este modelo se origina en el trabajo seminal de Raussendorf & Briegel [53] quienes demostraron la computación cuántica universal en estados cluster o grafos. En la presente investigación, estudiamos la implementación de circuitos cuánticos utilizando estados grafos con el modelo one-way. Proponemos un sistema de clasificación de los circuitos implementables utilizando un código en base ternaria que permite representar las distintas configuraciones de grafos lineales. Con el empleo de esta clasificación, estimamos recursivamente el número de circuitos implementables con un cluster lineal y mostramos que crece de manera exponencial en función al número de cúbits. Esta clasificación puede usarse para operar un compilador de una computadora cuántica tipo one-way. Un compilador cuántico para una computadora que use el modelo one-way va a requerir realizar mediciones y/o transformaciones sobre cúbits de forma selectiva. El orden de estas mediciones y sobre qué cúbit se implemente cuál transormación dependerá del circuito requerido por el usuario del computador cuántico.Ítem Acceso Abierto La geometría simpléctica en la mecánica clásica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024) Rosales Ventocilla, Jimmy Leonardo; Castillo Egoavil, Hernan AlfredoEste trabajo se adentra en la exploración de las aplicaciones de la geometría simpléctica en la física en el contexto de la mecánica clásica. La motivación subyacente a esta exploración radica en la comprensión de que la teoría convencional proporcionada por la literatura tradicional resulta insuficiente para analizar todas las complejidades que un sistema físico puede resentar. Por ejemplo, asegurar la existencia de trayectorias periódicas o identificar simetrías en el sistema no puede alcanzarse plenamente con los conocimientos clásicos de la mecánica. Por lo tanto, se hace imperativo incorporar los conceptos de geometría diferencial y sistemas dinámicos en el marco de la mecánica. Para alcanzar este objetivo, comenzaremos por revisar los fundamentos de la mecánica, enfocándonos inicialmente en los formalismos Lagrangiano y Hamiltoniano. A medida que desarrollemos estos conceptos esenciales, observaremos cómo emergen de manera natural los conceptos de variedades diferenciales, formas diferenciales, formas simplécticas y otros elementos relacionados con la geometría diferencial y simpléctica. Adicionalmente, profundizaremos en la teoría de invariantes, donde presentaremos y demostraremos el teorema de Noether en el contexto de la geometría diferencial. Este teorema proporcionará una comprensión más profunda para abordar los sistemas físicos desde una perspectiva geométrica. Finalmente, exploraremos cómo estas influyentes teorías matemáticas, tanto la teoría de invariantes como la geometría simpléctica, nos dotarán de herramientas más sólidas para enfrentar las complejidades de los sistemas físicos analizados en la literatura de la mecánica clásica, permitiéndonos resolverlos de manera más efectiva.