Física (Lic.)
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Ítem Texto completo enlazado Búsqueda de neutrinos pesados vía vértices desplazados en procesos de fusión de bosones vectoriales en colisionadores(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-10-04) Masias Teves, Joaquin Aurelio; Jones Pérez, JoelThe Standard Model (SM) is the theory that describes elementary particles and their fundamental interactions. In the Standard Model neutrinos are massless particles. Nevertheless, this has been proven wrong by neutrino oscillation experiments. Neutrinos possess mass, but several orders of magnitude below those of the other SM fermions. This invites the consideration of new physics, beyond that described by the SM, that could explain the smallness of neutrino mass. This is achieved, in particular, in the Type-1 Seesaw model, which is the focus of this work. Neutrinos are especially difficult to detect in colliders, since they are chargeless, they leave no tracks, and no energy in the calorimeters. However, if massive enough, these new neutrinos can decay into charged particles inside the collider, which results in tracks with displaced vertices. A complete analysis of this processes is required in order to characterize the parameters of these new particles. In this work we use the MonteCarlo simulation program MadGraph to study the relevant processes that involve these neutrinos. The principal objective of this work is to define the probability to observe the heavy neutrinos as Higgs decay products in the LHC (and HL-LHC), when they have been produced via vector boson fusion (VBF) and are in the section of parameter space useful for displaced vertices.Ítem Texto completo enlazado Estudio de un sistema fotovoltaico: caracterización, simulación y evaluación de diversos métodos de análisis y predicción(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-06-21) Gómez Sócola, Sebastian Miguel; Palomino Töfflinger, Jan Amaru; Casa Higueras, Juan de laEl uso de energía solar ha aumentado exponencialmente en los últimos años en el mundo. Sin embargo, en el Perú, los sistemas fotovoltaicos aún se limitan a proporciones bajas, con tan solo 96 MW instalados hasta la actualidad en el país, los cuales producen un 0.5 % de la energía total del Perú (Fuente: La industria de la Energía Renovable en el Perú, 2016). Además, están en proceso de construcción la planta fotovoltaica de Rubí (144.5 MW) e Intipampa (40.0 MW). Por otro lado, los sistemas fotovoltaicos conectados a la red de características modulares (pequeños) conectados a la red son nulos debido a no contar con políticas que respalden a estos. Al ser un tópico académico no del todo explotado en el Perú, es de interés todo tipo de investigación que promueva no solo el uso de este recurso, sino también que permita conocer y mejorar los mecanismos de estudio para estimar la eficiencia y la predicción de la producción de energía en condiciones meteorológicas nacionales. Osterwald (1986) [1] propuso un modelo simplificado del comportamiento en potencia de una célula fotovoltaica FV para unas condiciones de irradiancia incidente y temperatura de operación. Otros [2 - 4], a partir de esta propuesta, desarrollaron modelos empíricos y físicos por los cuales se puede modelar el comportamiento de un sistema fotovoltaico conectado a la red. Estos modelos se basan en los valores de las características eléctricas de los sistemas fotovoltaicos que son proporcionados por el proveedor y medidos a condiciones estándares. Sin embargo, para una mejor precisión, estos modelos deben ser ajustados ya que la producción eléctrica se da a condiciones de trabajo diferentes de los estándares. En consecuencia, estos modelos predicen la producción de energía con una desviación en valores considerable, es decir, se alejan de los datos recolectados. El principal objetivo del presente trabajo es proponer métodos que permitan obtener el valor de potencia máxima real, asumidas todas las pérdidas intrínsecas de operación de este tipo de sistemas, en condiciones estándar o Ppvg ∗ . En este caso se ha trabajado con datos recolectado en las instalaciones de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Dicho parámetro nos servirá para describir exactamente al sistema en ciertas condiciones dadas y aplicar este conocimiento para la estimación de la energía que generará el sistema para unas condiciones dadas de irradiancia y temperatura de módulo. Finalmente, se debe recalcar que el Perú cuenta con múltiples microclimas, y para cada microclima específico se esperan distintas relaciones de Ppvg ∗ con respecto a la potencia nominal.Ítem Texto completo enlazado Análisis de las incertidumbres de dosímetros luminiscentes estimulados ópticamente para radioterapia estereotáctica corporal(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-04-09) Portocarrero Bonifaz, Andrés; García Gutiérrez, Bertha MilagrosSe analiza la incertidumbre combinada al utilizar dosímetros luminiscentes estimulados ópticamente NanoDotsTM de la marca Landauer, debido al movimiento respiratorio de un paciente, e incertidumbres clínicas en general, en el caso de Radioterapia Estereotáctica Corporal (SBRT) para cáncer de pulmón. El factor de calibración fue determinado utilizando un acelerador lineal. Posteriormente se realizó la caracterización de los dosímetros; para obtener los datos de los mismos se procedió a irradiarlos en distintas fechas a una dosis conocida en profundidad de dmax (1.5 cm) para fotones generados por un voltaje de 6 MV, determinando su repetibilidad y factor de calibración. Seguidamente, se halló la dependencia angular de los dosímetros para el caso particular de la técnica de Radioterapia Estereotáctica Corporal, en la que se entrega radiación de 5000 cGy en 5 fracciones a un volumen blanco de planificación (PTV) ubicado en el pulmón izquierdo con un arco de 180°, utilizando Arcoterapia Volumétrica Modulada (VMAT). Para determinar este parámetro, se irradiaron los dosímetros en un fantoma de agua sólida a una dosis conocida con un arco de 180°, a una profundidad de referencia de 10 cm. Asimismo los parámetros de linealidad, tasa de dosis, y desvanecimiento de la señal fueron tomados de la literatura disponible, dado que estos factores dependen de parámetros técnicos establecidos por el fabricante. Finalmente, se adquirieron imágenes tomográficas de un fantoma de tórax “Dynamic Phantom” marca CIRS, y se realizaron dos planes de tratamiento utilizando el software de simulación Monaco tomando en cuenta amplitudes respiratorias de ±5 y ±15 mm. A continuación se hizo la irradiación respectiva colocando los dosímetros dentro de un inserto disponible del fantoma. Finalmente se halló que la incertidumbre extendida al 95% de confianza es de alrededor del 19%. Asimismo, dado que la incertidumbre angular es del 5.56% aproximadamente, no es posible hallar las incertidumbres debido al movimiento respiratorio. Además, se observa que diferentes PTVs con volúmenes y movimientos distintos pueden tener grandes diferencias en cuanto a la dosis que le llega a los órganos de riesgo, y al volumen blanco de planificación.Ítem Texto completo enlazado Generación de patrones de interferencia utilizando sonoelastografía cuantitativa bajo el principio de holografía(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-02-15) Arroyo Barboza, Johnny Junior; Castañeda Aphan, BenjamínPor lo general, la presencia o aparición de ciertas enfermedades está relacionada a la variación de las propiedades mecánicas (en particular, elásticas) del tejido blando. Entre las técnicas de caracterización de estas propiedades se encuentra la Sonoelastografía Cuantitativa, la cual se ha venido desarrollando en el Laboratorio de Imágenes Médicas de la PUCP, y cuyo funcionamiento está basado en la aplicación de vibraciones mecánicas de baja frecuencia sobre el tejido, con la finalidad de analizar la forma de propagación de la excitación inducida y caracterizar de manera cuantitativa las propiedades mecánicas mostradas. Inicialmente se emplearon dos técnicas sonoelastográficas: Sonoelastografía de Crawling Waves (CWS) y Holografía de Onda de Corte (SWH), las cuales fueron aplicadas sobre un maniquí homogéneo de 10 % de concentración de gelatina y sobre uno de 15% de concentración de gelatina, estimando la velocidad de onda de corte en ambos maniquíes, así como la desviación estándar. A continuación se propone la Sonoelastografía por Holografía Digital (DHS), una técnica que presenta un esquema experimental sencillo, con menor instrumentación y por ende con potencial para aplicaciones in vivo, a diferencia de las dos técnicas previamente analizadas. Se diseña un algoritmo para la formación de patrones de interferencia, a partir de los cuales se estimó la velocidad de propagación y la desviación estándar de un maniquí de 10% de concentración de gelatina y otro de 15% de concentración. Por último, se comparan los resultados obtenidos con las tres técnicas, usando al tiempo de vuelo para poder calcular un valor de velocidad de referencia. Para el caso del maniquí de 10% de concentración, el valor de referencia es de 2.0064 m/s, con CWS se obtuvo 2.0111 ± 0.0383 m/s, con SWH 1.9167 ± 0.0477 m/s y con DHS 2.1067 ± 0.0691 m/s. Por otro lado, para el maniquí de 15% de concentración se obtuvo un valor de referencia de 2.7916 m/s, con CWS se obtuvo 2.8170 ± 0.0565 m/s, con SWH 2.8560 ± 0.1600 m/s y con DHS 2.1449 ± 0.0957 m/s. Para cuantificar la precisión de la estimación se calculó el error relativo entre el resultado obtenido con la técnica propuesta DHS y valor de referencia en cada caso. De esta manera, el error fue de 4.99% en el caso del maniquí de 10% de concentración, mientras que en el maniquí de 15% fue de 23.16%. En tal sentido, se concluye que la técnica realiza una adecuada estimación de velocidad de corte para maniquíes de baja concentración, pues a medida que la concentración aumenta el error en la estimación también lo hace.Ítem Texto completo enlazado Estudio de la contaminación ambiental debido a elementos radiactivos naturales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-03-28) Pérez Ancaya, Bertin Andrés; López Herrera, María ElenaLa presencia de materiales radiactivos en la corteza terrestre y en consecuencia en la super ficie, origina la contaminaci ón radiactiva natural en los diferentes materiales s ólidos, l íquidos, gaseosos; particularmente en el aire que se respira. Entre estos materiales radiactivos contribuyen a la contaminaci ón ambiental el uranio, el radio, el torio y sus respectivas cadenas de desintegraci ón, entre las cuales se encuentra el gas rad ón (222Rn) que se difunde en el aire; cuya presencia aumenta en zonas donde la actividad s smica es notoria o debido a otros eventos naturales, caso de la ciudad de Lima-Per ú. En este trabajo se muestran las mediciones realizadas durante dos a~nos consecutivos en la azotea del edi ficio de Fí sica (edifi cio de tres pisos) en la ciudad de Lima, con la finalidad de establecer las fluctuaciones de este contaminante gaseoso en el aire circundante. Las mediciones se hicieron usando detectores de nitrocelulosa (LR-115 tipo 2) y aplicando la t écnica de huellas nucleares. Los resultados obtenidos nos permiten tener un indicador de la presencia de rad ón en el aire durante diferentes estaciones del a~no y tambi én de la presencia de otros posibles contaminantes radiactivos. El uso de esta t écnica permite obtener y estudiar las huellas que generan las partí culas que son emitidas durante la desintegraci ón del rad ón o por sus descendientes o antecesores; y nos permite discriminar entre las trazas de corto alcance o huellas de tipo lineal y otras huellas muy distintas obtenidas durante las mediciones. En este trabajo se muestran los resultados de las mediciones que son analizados de acuerdo a modelos propuestos.Ítem Texto completo enlazado Propagation of exothermic reaction fronts in liquids(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-03-28) Ruelas Paredes, David Reinaldo Alejandro; Vásquez, Desiderio A.La convección es el proceso en el que los fluidos menos densos se elevan sobre otros más densos. Se encuentra presente en fenómenos naturales tan diversos como el almacenamiento natural de CO2, la propagación de ondas viajeras, y la formación de columnas de basalto. Por lo tanto, determinar las condiciones bajo las que se produce convección representa un desafío importante. La convección puede originarse por gradientes de densidad debidos a expansión térmica o a cambios de composición en los fluidos. Modelos anteriores y experimentos realizados en la reacción de iodatoácido arsenioso determinaron que los gradientes del primer tipo producen efectos insignificantes en comparación con los del segundo. Desarrollamos un modelo no-lineal para la propagación de frentes de reacción delgados en reacciones autocatalíticas que ocurren en un sistema bidimensional. Empleamos una ecuación de calor (adveccióndifusión) para determinar la distribución de temperaturas en el sistema, la ley de Darcy para determinar la velocidad de los fluidos, y la relación eikonal para describir la propagación de los frentes. Los efectos térmicos del modelo dan lugar a frentes planos, no-axisimétricos, y axisimétricos. Sometemos la solución de frente plano de nuestro sistema a un análisis lineal de estabilidad. Para ello introducimos perturbaciones pequeñas, obteniendo así un sistema lineal de ecuaciones para la evolución de dichas perturbaciones. Mediante este análisis determinamos las condiciones para el desarrollo de frentes convectivos. Resumimos estos resultados en el plano generado por nuestros parámetros de control — los números de Rayleigh — y sugerimos posibles usos para este modelo.Ítem Texto completo enlazado Estudio de tendencias en la región F sobre Jicamarca(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-03-11) Rojas Villalba, Enrique Luis Alfonso; Milla, MarcoAlrededor de 30 años atrás, algunos estudios de tendencias a largo plazo basados en modelos numéricos, postularon que debido al aumento de la concentración de ciertos gases de efecto invernadero, se produciría un enfriamiento y encogimiento de la región F de la ionósfera (Roble, 1989). A pesar de múltiples intentos de corroborar estas predicciones, hasta ahora no hay evidencia suficiente apoyando esta conjetura. La razón para esto no es la falta de mediciones ni la estimación de tendencias, que es relativamente sencilla de efectuar, sino, la determinación correcta de las incertidumbres estadísticas en éste análisis. Para verificar esta predicción, se ha realizado un estudio de la altura de la densidad máxima de la región F utilizando los datos producidos por la ionosonda del Radio Observatorio de Jicamarca. Las mediciones se extienden desde 1993 hasta 2012. En este trabajo, primero se discutirá el criterio utilizado para armar las series de tiempo a partir de los datos obtenidos, para luego presentar el procedimiento aplicado para determinar la tendencia en el región F, que es similar al usado por Ulich (1997). Además se discutirá la precisión de este estimado, siguiendo la técnica propuesta por Weatherhead (1998), que considera posibles correlaciones en la serie de tiempo.Ítem Texto completo enlazado Automatización de la medición de fase geométrica por la polarimetría(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-08-11) Galarreta Asian, Ana Paula; Zela Martínez, Francisco A. deEl grupo de óptica cuántica de la Sección Física desarrolla temas de investigación teórica y experimental, entre los cuales ocupa un lugar muy importante el tema de fases geométricas. Las propiedades de estas fases, en particular su robustez frente a mecanismos de “decoherencia”, son actualmente objeto de una muy activa investigación en diversos centros. Para ello se utiliza técnicas diversas, como la manipulación del espín neutrónico, o de los estados de polarización de la luz, arreglos superconductores, etc. En nuestro laboratorio se ha implementado una serie de arreglos ópticos, basados en métodos interferométricos y polarimétricos. Con ellos se logra manipular los estados de polarización de la luz, sea esta clásica o cuántica. Para ello se debe poder controlar con suficiente precisión una serie de elementos ópticos, en particular placas retardadoras con las que se modifica el estado de polarización. La fase geométrica depende de varios parámetros, los cuales se logra controlar mediante la orientación de las placas retardadoras. Esta orientación debe variarse continuamente de acuerdo al diseño experimental, y para cada nueva posición debe hacerse un registro de datos (intensidad en el caso de luz clásica, o número de cuentas en el caso de fotones individuales). El posicionamiento y ajuste de los elementos ópticos puede hacerse manualmente; pero esto conlleva dos desventajas: de un lado la precisión limitada (a ±2°) y, de otro lado, la laboriosidad en la toma de datos. El tiempo que demanda esto último puede constituirse en un importante factor limitante para la realización de ciertos arreglos y experimentos. Por ello, resulta esencial contar con un sistema de automatización, mediante el cual pueda lograrse alta precisión en la orientación de los elementos ópticos, a la vez que se acelera el proceso de la toma de datos. Una vez lograda esta automatización, la misma puede aplicarse a una gran diversidad de arreglos, no solo en relación a la fase geométrica, sino también en relación a otros temas, tales como tests fundamentales de la mecánica cuántica, los cuales son asimismo de nuestro interés. El objetivo del presente trabajo de tesis es la implementación de un sistema de control de elementos ópticos mediante motores de paso. El sistema debe ser aplicable a arreglos que consten de varias placas retardadoras, polarizadores, etc., los cuales deben poder ser rotados hasta tener una orientación prescrita, la misma que puede ir variando paulatinamente.Ítem Texto completo enlazado Determinación de las constantes ópticas y el espesor de películas delgadas semiconductoras depositadas por pulverización catódica de radio frecuencia sobre substratos ligeramente abosorbentes en la región visibles(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-02-05) Tucto Salinas, Karem Yoli; Weingärtner, RolandEn este trabajo se describe el método de Swanepoel (1983) [1] y el método propuesto por Guerra J A (2010) [2] para caracterizar películas delgadas usando sólo el espectro de transmitancia óptica. La película es caracterizada al quedar determinadas las constantes ópticas y el espesor. Esta tesis presenta una modificación al método de Guerra, a fin de considerar en los cálculos el efecto de la absorción del substrato. La ecuación de transmitancia del sistema película substrato es descrita y obtenida siguiendo la teoría matricial de sistemas multicapas cuya base se encuentra en la teoría electromagnética. Usando el software Wolfram Mathematica v.8.0 se implementa un programa con el método propuesto en el presente trabajo para substratos absorbentes. Este programa es puesto a prueba usando datos de transmitancia óptica simulados y reales. Las medidas son realizadas usando un espectrofotómetro que mide la transmitancia de películas delgadas, en este caso carburo de silicio amorfo hidrogenado (a-SiC:H) depositadas sobre substratos de vidrio ligeramente absorbentes (B270) y fluoruro de calcio (CaF2). Las películas delgadas se fabricaron en el Laboratorio de Ciencias de los materiales de la Sección Física de la Pontificia Universidad Católica del Perú. Las constantes ópticas obtenidas de aplicar el método propuesto por Guerra a la película sobre substrato de CaF2, y aquellas obtenidas aplicando el presente método propuesto para películas sobre substratos de vidrio, son comparadas.Ítem Texto completo enlazado Caos en frentes químicos con flujo de Poiseuille(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-11-10) Argüelles Delgado, Carlos Alberto; Vásquez, Desiderio A.Se estudian los frentes químicos debido a reacción-difusión descritos por la ecuación Kuramoto-Sivanshinsky en un fluido de Poiseuille en un tubo. Se estudian las diferentes soluciones del frente variando el ancho del tubo y la velocidad media del flujo. Además se analizan las transacciones del frente plano a uno impar, y luego entre frentes pares e impares variando la velocidad media del flujo. Finalmente se analiza la transición al caos y los efectos del flujo en la transición.