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Estudio teórico y observacional de la energía oscura

Wed, 01 Jul 2020 00:00:00 GMT

Título : Estudio teórico y observacional de la energía oscura Authors: Herrera Amante, Mario Alejandro Resumen : La primera evidencia observacional de la aceleración cósmica fue en 1998, cuando un grupo de colaboradores encabezados por Adam Riess, Perlmutter, Schmidt la observaron usando supernovas de tipo Ia (SN Ia) conocidas como candelas estándares en el Universo. Desde entonces la expansión acelerada del Universo ha sido confirmada por diferentes e independientes observaciones usando diversas técnicas que involucran objetos astrofísicos. Desde ese momento los científicos han trata- do de darle una explicación a este problema, conocido como el problema de la energía oscura DE (dark energy por sus siglas en inglés). Este problema nos ha llevado a adoptar el modelo estándar de cosmología llamado (por sus siglas en inglés) ΛCDM el cuál contiene materia oscura fría más una constante cosmológica propuesta anteriormente por Albert Einstein. A pesar de ser un modelo exitoso para describir la dinámica del Universo en diferentes etapas, confronta algunos problemas, entre los más importantes se encuentra la diferencia de 120 ordenes de magnitud entre el valor de Λ que predice la teoría y lo que se observa. Por esta razón han surgido modelos alternativos para tratar de explicar este y otros problemas. Una de las preguntas más importantes acerca de la expansión acelerada del Universo es saber si la DE puede evolucionar en el tiempo o ha per- meado el Universo de manera constante desde sus inicios, tal y como predice el modelo estándar de cosmología. De esta forma, en un poco más de 20 años la DE se ha situado como uno de los problemas más relevantes de la ciencia moderna. Como consecuencia este trabajo está enfocado en el estudio de la DE desde perspectivas diferentes y complementarias. Es esencial obtener una teoría que pueda describir el funcionamiento de la aceleración cósmica, así que analizaremos ciertos modelos que producen una expansión acelerada en el Universo en la actualidad. Además, propon- dremos un modelo basado en dimensiones extras, capaz de reproducir una expansión acelerada del Universo, sin necesidad de recurrir a energía oscura. Por otro lado, los modelos estudiados en este trabajo serán confrontados contra diversas pruebas, realizadas a través de diferentes observaciones astrofísicas. Entre las más importantes se encuentran los sistemas lentes gravitacionales fuertes SLS (strong lensing systems), las mediciones de cronómetros cósmicos H(z), oscilaciones acústicas de bariones (BAO, baryon acoustic oscillations) y SN Ia. Finalmente, haciendo uso de un análisis de datos estadísticos, estudiaremos y compararemos los diferentes modelos de DE presentados en este trabajo, y destacaremos los resultados más relevantes que obtuvimos en esta investigación. Descripción : The first observational evidence of the cosmic acceleration was discovered in 1998 by two groups of collaborators led by Adam Riess, Perlmutter, Schmidt, they observed type Ia supernovae (SN Ia) known as standard candles. Since then, the accelerated expansion of the Universe has been con- firmed by different and independent observations using various techniques involving astrophysical objects. Scientists have tried to explain this problem, known as the problem of dark energy (DE). This problem has led us to develop the standard model of cosmology called ΛCDM. This model contains cold dark matter plus a cosmological constant previously proposed by Albert Einstein. Despite being a successful model to describe the dynamics of the Universe at different epochs, it faces some problems. Particularly important is the difference of 120 orders of magnitude between theoretical predictions for the value of Λ and what is observed. Therefore, alternative models ha- ve emerged to explain this and other problems. One of the most important questions about the accelerated expansion of the Universe is whether DE can evolve over time or not, as predicted by the standard model of cosmology. Thus, over the past 20 years, DE has positioned itself as one of the most relevant problems of modern science. As a consequence this work is focused on the study of DE from different and complementary perspectives. It is essential to obtain a theory that can describe the mechanism of cosmic acceleration, therefore we analyze some models that produce an accelerated expansion in the Universe at late times. In addition, we propose a model based on extra dimensions, capable of reproducing an accelerated expansion of the Universe, without resorting to dark energy. Furthermore, by using various techniques, the models studied in this work will be confronted with different astrophysical observations. Among the most important are gravitational strong lens systems (SLS), cosmic chronometers H(z), baryons acoustic oscillations (BAO) and SN Ia. Finally, using data analysis, we compare the different DE models presented in this work with different techniques, and we highlight the most relevant results that we obtained in this research.

Diseño de filtros en un haz radial del Reactor Triga Mark III para neutrones epitérmicos

Sat, 01 Jan 2022 00:00:00 GMT

Título : Diseño de filtros en un haz radial del Reactor Triga Mark III para neutrones epitérmicos Authors: Medina Castro, Diego Resumen : Actualmente en el mundo hay millones de personas que viven con cáncer. El glioblastoma multiforme es el más común y agresivo de los tumores cerebrales, además, es muy difícil de tratar mediante cirugía, quimioterapia o radioterapia convencional. La única alternativa viable es un tratamiento a través de la Terapia por Captura de Neutrones en Boro, que requiere de un fármaco con 10 B y un haz de neutrones modulado. Uno de los problemas asociados a esta terapia es contar con un haz de neutrones con el flujo y el espectro adecuado. En el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, se cuenta con un reactor nuclear de investigación, modelo TRIGA Mark III que tiene varios haces de irradiación. En este trabajo se utilizó el código Monte Carlo MCNP5 y el MCNP6, para simular y estudiar el efecto de filtros en el espectro de neutrones producidos en el tubo del haz “Este 1 ” del reactor en mención, utilizando diferentes materiales, y en diferentes posiciones a lo largo del tubo. De las diferentes combinaciones utilizadas, los mejores resultados fueron los Casos A y B, donde cada filtro se hizo con la misma cantidad y tipo de materiales: acero y grafito para el filtro 1, y aluminio y cadmio para el filtro 2. En ambos casos, el filtro 2 era el mismo (Cd+Al+Cd), pero en el filtro 1, en el Caso A, era de 30 cm de acero y 30 cm de grafito, mientras que, para el Caso B, era de 15 cm de acero, 15 cm de grafito, 15 cm de acero y 15 cm de grafito. Los espectros de neutrones se calcularon en tres sitios a lo largo del tubo del haz y dos sitios fuera del tubo del haz; aquí, también se estimó el equivalente de dosis ambiental, el equivalente de dosis personal y la dosis efectiva. A la distancia de 517 cm, en el Caso B, resulta una relación de fluencia entre neutrones epitérmicos y térmicos de 30.39, siendo mayor a 20, según la recomendación por el Organismo Internacional de Energía Atómica. Descripción : Currently in the world there are millions of people living with cancer. Glioblastoma multiforme is the most common and aggressive of brain tumors and is very difficult to treat with surgery, chemotherapy, or conventional radiation therapy. The only viable alternative is a treatment through Boron Neutron Capture Therapy, which requires a drug with 10 B and a modulated neutron beam. One of the problems associated with this therapy is having a neutron beam with the proper flux and spectrum. At the Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, there is a TRIGA Mark III nuclear research reactor that has several irradiation beams. In this work, the Monte Carlo code MCNP5 and MCNP6 were used to simulate and study the effect of filters on the neutron spectrum produced in the beam tube “East 1” of this reactor, using different materials, and in different positions along of the tube. Of the different combinations used, the best results were Cases A and B, where each filter was made with the same amount and type of materials: steel and graphite for filter 1, and aluminum and cadmium for filter 2. In both cases, filter 2 was the same (Cd + Al + Cd), but in filter 1, in Case A, it was 30 cm of steel and 30 cm of graphite, while, for Case B, it was 15 cm of steel, 15 cm of graphite, 15 cm of steel and 15 cm of graphite. Neutron spectra were calculated at three sites along the beam tube and two sites outside the beam tube; here, the environmental equivalent dose, the personal equivalent dose and the effective dose were also estimated. At the distance of 517 cm, in Case B, the result is a fluence ratio between epithermal and thermal neutrons of 30.39, being greater to 20 recommended by the International Atomic Energy Agency.

Transporte Global del Ozono haciendo uso de mediciones Satelitales

Tue, 01 Jun 2021 00:00:00 GMT

Título : Transporte Global del Ozono haciendo uso de mediciones Satelitales Authors: Molina Almaraz, Mario Resumen : En este trabajo, se presenta un estudio detallado del ozono estratosférico, enfocándonos en el movimiento, velocidad, formación y distribución de ozono, para poder comprobar si la circulación Brewer-Dobson, podría ser objeto de revisión. Para ello se utilizaron los datos de los diferentes satélites de la NASA, en particular de los sistemas de medición de ozono TOMS, OMI y OMPS (“Total Ozone Mapping Spectrometer”, “Ozone Monitoring Instrument” & “Ozone Mapping and Profiler Suite”). Realizando el análisis en función de la latitud en los 3 diferentes sistemas de medición, durante los periodos de actividad, en los que trabajaron a la par, TOMS y OMI 2004 a 2007, y OMI y OMPS 2012 al 2018, se comprobó que los datos proporcionados por estos sistemas fueran estadísticamente similares. Se integró una base de datos con las mediciones diarias de los tres sistemas de monitoreo, TOMS, OMI y OMPS, y a partir de ella, mediante programación en Matlab y paralelamente mediante redes de neuronas, se obtuvieron las diferentes velocidades de desplazamiento global del ozono estratosférico. En conclusión, el ozono se genera en los trópicos, y no en el ecuador como tradicionalmente se ha asumido, y se distribuye desde ahí, por todo el globo, hasta llegar a un equilibrio, por lo que la circulación Brewer-Dobson admite una revisión. Descripción : In this work, a detailed study of stratospheric ozone is presented, focusing on the movement, velocity, formation and distribution of ozone, in order to check if the Brewer Dobson circulation could be the object of revision. For this, data from different NASA satellites were used in particular from the ozone measurement systems Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS), Ozone Monitoring Instrument (OMI), and Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS). Performing an analysis based on latitude in the 3 different measurement systems, during the periods of activity, in which they worked in parallel, TOMS and OMI 2004 to 2007, and OMI and OMPS 2012 to 2018 it was verified that the data provided by these systems were statistically similar. A database was integrated with the daily measurements of the three monitoring systems, TOMS, OMI and OMPS, and from it, through programming in Matlab and also by using neural networks, the different global displacement speeds of stratospheric ozone were obtained. The results of this work show that ozone is generated in the tropics, not in the equator as has traditionally been assumed. Ozone is distributed from the tropics, throughout the globe, until reaching an equilibrium, therefore the Brewer-Dobson circulation needs a revision.

Efectos de los momentos dipolares del v en la pérdida de energía estelar

Tue, 01 Sep 2020 00:00:00 GMT

Título : Efectos de los momentos dipolares del v en la pérdida de energía estelar Authors: Llamas Bugarín, María Alejandra Resumen : En este proyecto de investigación estudiamos la sensibilidad del momento magnético y el momento dipolar eléctrico del neutrino en el marco del modelo electrodébil SU(2)L x U(1)Y x U(1)B—L y para energías y luminosidades de los futuros colisionadores lineales e+e—, como el ILC y el CLIC. Para nuestro estu- dio consideramos el proceso e+e— (Z, Z1, y) — vTvTy . Para las energías del centro de masa y luminosidades del colisionador de s = 1000 — 3000 GeV y L = 500 — 2000 fb—1, obtenemos límites al 95 % C.L. en los momentos dipolares |µT (µB)| <6.28 X 10—9 y |dvT (ecm)| <1.21 x 10-21, los cuales mejoran los límites existentes en la literatura en 2-3 órdenes de magnitud. Además, como parte del proyecto de investigación desarrollamos y presentamos fórmulas analíticas novedosas para evaluar los efectos de momento magnético y del momento dipolar eléctrico del neutrino en la tasa de pérdida de energía estelar a través del proceso de aniquilación e+e— (Y , Z, Z1) — VV. Nuestros resultados muestran que la pérdida de energía estelar depende significativamente de los momentos dipolares del neutrino, así como de los parámetros que caracterizan el modelo que adoptamos.