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Investigador Postdoctoral del DFI pública artículo en Journal of Fluid Mechanics Imprimir
El investigador Nicolás Périnet, del Departamento de Física de la Universidad de Chile (DFI), es uno de los autores del artículo “Numerical simulation of supersquare patterns in Faraday waves” (Simulación numérica de patrones supercuadrados en ondas Faraday) publicado en el último número de la revista “Journal of Fluid Mechanics”, de la Cambridge University Press (Volumen 772 de junio 2015) en la sección Rapids.

Périnet, de nacionalidad francesa, explica que el paper donde participó describe la simulación numérica (a través de computadoras) realizada para obtener patrones geométricos en la superficie de un líquido sometido a vibración vertical, lo que se conoce como el experimento de Faraday (1831) el que puede aportar en la mejora de procesos industriales y el entendimiento de la mecánica de fluidos.

De esta forma, Périnet cuenta que “el experimento de Faraday consiste en una recipiente que contiene un fluido. El recipiente está en posición vertical y es periódicamente vibrado”. Sobre cierta amplitud crítica de oscilación, el líquido comienza a generar formas, ‘hermosos patrones geométricos’, con distintas longitudes, tamaños y formas, dice, agregando que “nuestro grupo fue el primero, en 2009, en llevar a cabo una simulación numérica de estos patrones conocidas como ondas de Faraday, incluso haciendo cálculos con un gran conjunto de ondas”, explica.

Estos patrones son particulares, pues las ondas que se generan “tienen equivalentes en todos los campos de la física y la biología”, dice el físico, las que pueden verse en las ollas en ebullición o en alguna organización celular, por lo que su estudio “proporciona una amplia variedad de modelos que aún no se entienden completamente”, agrega.

Para entender dichos patrones hay una ciencia especial que se dedica a estudiarlos y tratar de predecirlos, conocida como física no-lineal, donde el DFI es particularmente activo. Una manera de estudiar estos patrones es utilizando el método de la simulación numérica, el que consiste en recrear en computadora la manera en que un sistema se desarrolla, replicando un proceso o un esquema de éste al utilizar información abstracta, que  en este caso son cálculos matemáticos avanzados. “Para realizar la simulación, corremos un software o un código que hemos creado y que contiene los algoritmos necesarios para calcular la solución de nuestro problema. Básicamente, en nuestro estudio, la intención es extraer el mapa del flujo de las corrientes dentro de los fluidos” que generan los patrones en la superficie, explica el científico.
 
El equipo se propuso investigar los fluidos en diferentes circunstancias para obtener múltiples tipos de patrones que serían modelados en el simulador usando el algoritmo de Périnet en variadas configuraciones. Según Périnet, este es el primer código que reproduce fielmente patrones complejos formados en la superficie de un fluido al vibrarlo verticalmente. “Hemos construido una herramienta para la simulación de la inestabilidad de Faraday” que genera las ondas del Faraday “que se puede utilizar para hacer nuevos descubrimientos en este campo”, comenta.

Para el académico DFI, Claudio Falcón, supervisor del proyecto Fondecyt de Postdoctorado que Périnet se adjudicó, lo relevante de este investigación es que luego de realizar simulaciones numéricas de experimentos de mecánica de fluidos, “estos resultados pueden ser ahora expandidos mediante el estudio numérico a fenómenos que escapan a las herramientas teóricas y experimentales actuales”.
 
Las posibilidades que ofrece la herramienta desarrollada por Périnet, arroja mucha información para campos de investigación como la mecánica de fluidos, la óptica o la biología. También puede reportar mejoras potenciales para los procesos industriales de fabricación o la comprensión de la turbulencia, lo que ayudaría en la meteorología y en el transporte de aviones, por ejemplo.
 
Périnet llego al DFI a fines del año 2012, donde ocupa en la actualidaduna posición de investigador postdoctoral. Su desarrollo científico se ha focalizado en física no lineal “Los profesores del grupo tienen una amplia cultura científica y notable intuición y comprensión. Además, son muy pacientes y pedagogos. Aquí realmente se anima a los estudiantes. Gracias a ellos he aprendido mucho”, concluye.

 

¡La luz en el centro de las charlas! Imprimir
El Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, invita a participar de un nuevo encuentro en el marco del ciclo de charlas para celebrar el Año Internacional de la Luz. 

La invitación es para el próximo miércoles 3 de junio en el auditorio Enrique d'Etigny ubicado en calle Beauchef 851 (Comuna de Santiago), la charla -gratuita y enfocada a todo público- será impartida por el Director del Departamento de Física de la FCFM , el Doctor Marcel Clerc. El título de la ponencia será: “Interacción Luz-Materia”.  

La óptica está consagrada al estudio del comportamiento y propiedades de la luz, incluyendo sus interacciones con la materia. Esta relación ha sido de interés de todas las civilizaciones de la humanidad. Gracias al desarrollo del láser, se ha abierto la posibilidad de nuevos estudios sobre la respuesta de los materiales iluminados por campos electromagnéticos de alta potencia, o dicho de otra manera, la “Óptica no lineal”. Así, se generan comportamientos inesperados entre la luz y la materia, lo cual abre nuevas aplicaciones de la luz en nuestra vida cotidiana.

Más datos sobre la inscripción revise nuestro evento Facebook https://www.facebook.com/events/421232811393739/

Sobre el expositor

Marcel Clerc es Profesor Titular de la Universidad de Chile. Dr. en Física de la Universidad de Niza-Sophia Antipolis, Niza, Francia (1999). En 2001 realizó una estadía postdoctoral en el California Institute of Technology (Caltech) antes de incorporarse al Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. Su línea de investigación se centra en la física no-lineal, particularmente en la óptica no lineal y los cristales líquidos.

Próximas charlas del ciclo:

1 de Julio: "La Teoría de Relatividad General de Einstein" en el Salón Gorbea (Beauchef 850). Expositor: Nelson Zamorano (DFI-FCFM) 

5 de agosto: "Instrumentación Radioastronómica: Mirando el 98% de la luz emitida en el universo" en el Salón Gorbea (Beauchef 850). Expositor: Patricio Mena (DIE-DAS-FCFM)
 
 
Alumno del DFI obtuvo beca estadía en universidad de Inglaterra Imprimir
Felipe Isaule, alumno del Magíster en Ciencias, Mención Física, del Departamento de Física de la FCFM de la U de Chile, se adjudicó una de las becas del Programa de Ayudas para Estadías Cortas de Investigación del Departamento de Postgrado y Postítulo, que entrega la Vicerrectoría de Asuntos Estudiantiles.

De este modo, Isaule pudo viajar a principios de año a la Universidad de Surrey, Inglaterra, donde realizó su estadía para ampliar su experiencia y avanzar en su tema de tesis: “Di-neutrones en materia neutrónica basados en fuerzas de dos y tres cuerpos”.

La ayuda del Programa de Estadía incluyó recursos que costearon el pasaje aéreo y la mantención del estudiante,  incluyendo los gastos de transporte en el país de destino.

Alumno del magíster desde marzo del 2013, Isaule dice que ya en el pregrado se interesó en la física nuclear, así como una aproximación a la astronomía, lo que lo motivó a seguir su investigación sobre las estrellas de neutrones, estudio guiado por el Profesor Hugo Arellano, del DFI.

Isaule explica que en este trabajo ha estudiado el comportamiento de materia neutrónica, es decir, “materia nuclear compuesta únicamente por neutrones. En conjunto con los resultados del profesor Hugo Arellano para materia nuclear simétrica. Estos cálculos nos han permitido estudiar tanto la estructura como el enfriamiento de estrellas de neutrones”.

Lo explicado anteriormente fue lo que impulsó a Isaule a realizar su pasantía en la Universidad de Surrey “son el grupo de Física Nuclear más grande en el Reino Unido, tienen un gran prestigio en el área y visitarlos me dio la oportunidad de relacionarme con académicos muy importantes en el campo de la física y astrofísica nuclear”.

La estadía tuvo una duración de cinco semanas -entre el 10 de enero al 15 de febrero de 2015-, la cual le permitió seguir avanzando en su formación. “pude relacionarme no sólo académicos, sino también con alumnos de postgrado de diversas nacionalidades. También asistí  a un workshop sobre estrellas de neutrones en Trento, Italia, lo que me permitió relacionarme con mi investigación actual”.

Durante su estadía en Inglaterra, el estudiante, trabajó junto al doctor Arnau Ríos, quien tiene experiencia en la inclusión de las llamadas fuerzas de tres cuerpos en los cálculos de materia nuclear. “La inclusión de estas fuerzas de tres cuerpos a nuestros cálculos de materia nuclear fue el propósito principal de mi estadía”, expresa

En cuanto a los resultados, explica que “Una novedad ha sido que las distintas propiedades físicas que afectan a las estrellas de neutrones, tales como la ecuación de estado y los gap super-fluídos, han sido obtenidas del mismo cálculo de materia nuclear”.

Por lo pronto, Isaule, tiene pensado escribir un artículo de investigación junto a los profesores Arellano y Ríos. Y en un futuro espera continuar la investigación en un programa de doctorado en la misma temática.

 
Académico del DFI alcanza jerarquía de profesor titular Imprimir
El Doctor Rodrigo Soto, quien es también subdirector y coordinador del postgrado del DFI de la FCFM, ha sido promovido por la Comisión Superior de Evaluación Académica al máximo escalafón de la carrera docente en la Casa de Bello.

A sus 44 años de edad y con 56 publicaciones en revistas internacionales a su haber el Doctor Rodrigo Soto se ha convertido en el octavo profesor titular de la actual planta académica del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. Hoy, martes 28 de abril se hará una celebración en dicha unidad académica al respecto.

La ciencia y su historia académica

El área principal de investigación del profesor Soto es la mecánica estadística, en la que se busca entender cómo sistemas de muchos (millones) de elementos idénticos, dan lugar a fenómenos colectivos y en el estudio de la mecánica de fluidos. Su investigación es teórica, pero con una fuerte relación con los experimentos. “Específicamente he estudiado el movimiento de las arenas, el nado de las bacterias y las fuerzas que surgen de las fluctuaciones del vacío”, cuenta.

El investigador se graduó como Licenciado en Ciencias mención Física el año 1994 y como Doctor en Ciencias mención en Física en 1998 (ambos en la FCFM de la U. de Chile), este último grado lo alcanzó mediante su tesis: “Propiedades estadísticas y dinámicas de un vapor de clusters”, investigación dirigida por el Dr. Patricio Cordero.

Posteriormente, el científico desarrolló una carrera de perfeccionamiento que incluyó una estadía postdoctoral en la Ecole Normale Superieure de Lyon, Francia y el haberse desempeñado como investigador visitante en las Universidades de Oxford (Inglaterra), Complutense de Madrid (España) y la Ecole Superieure de Physique et Chimie Industrielles de Paris (Francia). 

El camino docente

La carrera docente del Dr. Soto, en la Universidad de Chile, tuvo su primera etapa entre los años 1990 y 1996, donde se desempeñó como Profesor Auxiliar y ayudante de diversas asignaturas, tales como: Cálculo, Introducción a la Física, Sistemas Dinámicos, Electromagnetismo, Mecánica del Continuo y Ondas. 

Tras regresar a Chile -año 2001- luego de su pasantía postdoctoral en Francia, el académico se reintegró a la Casa de Bello bajo la jerarquía de Profesor Asistente. El año 2005 alcanzaría el grado Profesor Asociado, hasta que el pasado 8 de abril la Comisión Superior de Evaluación Académica le confirió el grado de Profesor Titular, máxima jerarquía en la carrera académica en nuestra Casa de Estudios

“Agradezco mucho este nombramiento como profesor titular. Espero poder contribuir a atraer más estudiantes a la ciencia, a apasionarse por el estudio y la búsqueda de respuestas sobre la naturaleza”, confiesa el académico.

Durante su carrera en la FCFM el Dr. Soto ha impartido decenas de cursos teniendo a su haber más de 1600 alumnos, tanto de pre como postgrado, sólo en la Universidad de Chile y a más de 150 en su condición de profesor visitante en instituciones extranjeras. Ha dirigido dos tesis conducentes a grado o título, seis de magíster y tres de doctorado.


Visión sobre la carrera académica en el DFI

Para el investigador el ambiente que se da en la Facultad es clave: “la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas y el Departamento de Física, ofrecen un espacio único de libertad académica para desarrollar los proyectos de investigación, docencia y formación de nuevos científicos. Es un honor y un placer trabajar acá, un lugar donde se aprecia y valora el rigor y el amor por el conocimiento. Recibimos excelentes estudiantes, muy motivados, que continuamente nos empujan a avanzar en nuestras investigaciones, mostrando cuán importante es la relación entre investigación y formación que se da en la Universidad”, concluye.

Finalmente, la jerarquía del académico se ha visto reflejada en las más de 500 citas a sus trabajos, en ser evaluador para importantes revistas, organizador de numerosas conferencias internacionales y charlista invitado en variadas conferencias en el mundo.
 

 
Examen de grado de magister de Diego Contreras Imprimir
Este lunes 27 de abril, Diego Contreras rendirá el examen de grado para optar al grado de magister en ciencias con mencion en física. La tesis se titula EFECTO DE FLUCTUACIONES INTERNAS EN PATRONES
Y PAREDES DE DOMINIO, la cual fue dirigida por el profesor Marcel Clerc. El examen se realizará en la sala G109 (edificio de Geologia), a las 15:00 horas.

Resumen
El objetivo principal de esta tesis fue estudiar el efecto del ruido interno en el límite de baja
intensidad sobre patrones y paredes de dominio entre estados simétricos, particularmente
analizando como afecta el ruido a modos críticos como el de traslación. Se utilizaron modelos
prototipo y universales, caracterizando la dinámica de sus soluciones mediante el uso de
herramientas de la física no lineal, procesos estocásticos y simulaciones numéricas. A su vez,
los resultados obtenidos han sido contrastados con diferentes experimentos.
      En el caso de estructuras disipativas, se caracterizó la bifurcación precursor-patrón, encontrando
una fórmula para describir la dispersión de fase cerca de la inestabilidad, y una
ecuación de Langevin para la dinámica de fase. Mediante esta ecuación se muestra como al
incluir los efectos de tamaño se induce una transición de bloqueo de fase. Se contrastaron los
resultados con datos experimentales obtenidos de patrones en una película de cristal liquido
con retro-inyección óptica.
     Para el caso de frentes entre estados simétricos, o kinks, el ruido induce un movimiento
Browniano de su posición. La consideración del tamaño del sistema induce la aparición de
fuerzas de atracción hacia los bordes. En el caso de kinks espacialmente no monótonos, la
dinámica de la posición del kink se caracteriza por uctuaciones en torno a equilibrios y saltos
abruptos a equilibrios adyacentes. Esta dinámica también es observada en el caso en que, en
lugar de bordes, se consideren inhomogeneidades en los parámetros. Para todos los casos, se
dedujo una ecuación de Langevin apropiada, que da cuenta de la dinámica observada.
      Finalmente, cabe destacar que las simulaciones numéricas se realizaron usando una librería
propia para la resolución de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales de uso general
desarrollada en el contexto la tesis. 
 
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