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Magnetómetro de Cerrillos nuevamente en operaciones Imprimir

Un grupo de científicos e ingenieros del Observatorio de Radiación Cósmica y Geomagnestismo, dependiente del Departamento de Física-FCFM de la Universidad de Chile, logró poner en funcionamiento el magnetómetro de Cerrillos. El equipamiento es clave en la medición y registro del campo magnético terrestre.

Tras cuatro meses de ajustes el equipamiento ha entrado nuevamente en fase operativa, lo que representa un logro tecnológico relevante, dado la sofisticación de la instrumentación.

De acuerdo al Doctor Enrique Cordaro, profesor del DFI y Director del Observatorio, el instrumento sufrió algunos problemas en su parte electrónica durante el primer semestre “Nos tomó cuatro meses el replicar sus sistemas sin diagramas de circuitos de apoyo. Actualmente se encuentra funcionando a plena capacidad, con la electrónica de sus detectores listas, junto a sus sistemas de adquisición y transmisión de datos de radiación cósmica”, explica.

El gran problema, comenta el profesor, fue que gran parte de los circuitos habían sido construidos en los laboratorios de la Fuerza Aérea de Estados Unidos (USAF) y en la Universidad de California Los Ángeles, quienes proporcionaron los magnetómetros, por tanto estaban protegidos por leyes, lo que implicó la necesidad de generar nuevas piezas. “Resolver esto fue un importante avance tecnológico propio”, agrega el académico.

El aparato sufrió una falla en sus circuitos electrónicos de traspaso de datos. Esta unidad trabajaba en automático desde el 2008 a 2015. Su reparación demoró una semana, por los análisis de los espectros de salidas de pulsos.

Pero que no fue la primera vez que debieron realizar reparaciones de este tipo. “Nuestra primera reparación y modificación de estos equipos fue realizada en la Antártica el 2003 al instalar y poner en funcionamiento estos magnetómetros los integrantes del Observatorio de Radiación Cósmica (2003)”.

Qué es un magnetómetro

Los magnetómetros son instrumentos que registran y miden el campo magnético terrestre, llamado geo- magnetismo en las direcciones, norte, este y radial. En Chile estos equipos están ubicados en observatorios desplazados desde el trópico de Capricornio hasta la Antártica. Su propósito es medir las variaciones del campo magnético terrestre y sus efectos sobre el planeta, como atmósfera, mares, rocas, llanuras, desiertos y hielos, para lo cual se han establecido sistemas de observación y medición globales.

En Chile, los magnetómetros están ubicados en tres puntos: el Observatorio Los Cerrillos (en Santiago) y sus dos gemelos: el primero ubicado en el Observatorio de Putre (Alta Montaña, región de Arica y Parinacota  emplazado 4 mil metros de altura) y el Antártico (ubicado en la Isla Rey Jorge, la que forma del archipiélago de Shetland del Sur, en la Antártida)

Los aparatos realizan la medición de campos geomagnéticos desde zonas ecuatoriales a Antárticas, estableciendo relaciones con corte de rigidez magnética, placas tectónicas del hemisferio sur y sector Andes Pacifico-Antártica.

Los observatorios y sus equipos fueron diseñados, construidos y puestos en Operaciones en Observatorios Chileno por investigadores e ingenieros nacionales. Referencias. Academia de Ciencias  Rusa, Universidad de Chicago, Universidades de Sudáfrica, entre otras.

Actualmente, “estamos midiendo una anomalía desconocida en nuestro medio, que afecta la zona norte de nuestro país, llamada la Anomalía magnética del Atlántico y que se desplaza desde el Este hacia el Oeste” concluye el científico.

 

 

 

 

 

 

 

Semana de las Licenciaturas: Física Imprimir
Los estudiantes de las distintas licenciaturas impartidas en nuestra Facultad, han organizado esta semana de actividades para mostrar de qué se tratan estas carreras, principalmente para quienes estén terminando su Plan Común pero claro, todos están invitados.
Se aclararan dudas , podrán visitar los departamentos, tener encuentros con profesores y estudiantes de posgrado, conocer algunas lineas de investigación en charlas y pasarlo muy bien. 
Los esperamos!!
 
 
Proyectos introducción a la investigación 2015/2 Imprimir
Los proyectos para el curso de Introducción a la investigación experimental y teórica del semestre 2015/2 son:
 
 
Formación de nanostructuras de Cu 
Dra. Noelia Benito

Formación de nanoislas metálicas en sustratos atómicamente planos 
Prof. Marcos Flores Carrasco 
Robustez sobre la evidencia de la aceleración cósmica utilizando las Supernovas de tipo Ia
Prof. Domenico Sapone

Propagación de una onda de spin superficial en una superficie curvada
Prof. Rodrigo Arias

Resistividad inducida por scattering electrón-borde de grano en películas delgadas de Cu depositadas sobre mica.
Prof. Raúl   C.   Muñoz

Cálculo del espesor crítico en películas epitaxiales rotadas
Prof. Víctor Fuenzalida 

Gases granulares en Zero-G dentro de un Cubesat
Prof. Claudio Falcón

Estudio de la estadística de inversiones en un flujo turbulento de Taylor-Couette con superficie libre
Dr. Cristóbal Arratia y Prof. Nicolás Mujica

Aceleración de partículas en discos de acreción
Prof. Mario Riquelme

El Laser o Máquinas térmicas cuánticas
Prof. Felipe Barra

Teoría cinética de medios granulares confinados
Prof. Rodrigo Soto

Modelo físico de la migración celular
Prof. Rodrigo Soto
 
La pérdida del orden
Prof. F. Lund y M. Morales 

 
Doctor en Ciencias mención Física presenta modelo que podría influir en la fabricación de microcircu Imprimir
Claudio Arenas, recientemente graduado como Doctor en Ciencias mención Física del DFI-FCFM de la Universidad de Chile, dio a conocer una investigación que podría mejorar la construcción de chips.

Esta investigación corresponde a su tesis de doctorado, la que fue guiada por el académico DFI-FCFM, Raúl Muñoz, la misma ha tenido una respuesta importante desde el mundo científico-tecnológico, tras ser publicada en la revista científica: Applied Surface Science n° 329, en febrero en este año.

Este trabajo habla sobre la “creación de una teoría cuántica para el cálculo de la conductividad eléctrica de una estructura metálica de dimensiones nanoscópicas, es decir, de un alambre metálico cuyo espesor es de unos pocos nanómetros (la millonésima parte de un centímetro)”, explica Arenas, quien además agrega,  “el alambre queda constituido por granos cuyos bordes normalmente no afectarían la conductividad, pero sí a dicha escala de tamaño”.

Así, por primera vez se pudo calcular la conductividad eléctrica cuántica para alambres de dimensiones nanoscópicas. “Dicho cálculo permite determinar la influencia que tienen sobre los alambres usados, por ejemplo, en circuitos integrados, el tamaño promedio de los granos en el alambre, lo cual es controlado por su proceso de fabricación”, comenta Arenas, quien además es ingeniero eléctrico.

 
Las repercusiones

Las implicaciones potenciales de este trabajo son muchas, sobre todo en el diseño y fabricación de las líneas de conexión entre los transistores que componen el CHIP, donde es muy complejo definir parámetros tales como, por ejemplo, frecuencia máxima de operación o potencia usada, por tanto, “la eliminación de un factor de incertidumbre como la conductividad de los elementos metálicos que lo componen, es de gran importancia”, señala el científico.

El modelo de Arenas podría ayudar en la fabricación de circuitos integrados al permitir controlar mejor los parámetros eléctricos de los alambres que componen el circuito en su conjunto, a lo anterior se suma que desde el punto de vista científico su trabajo pudo contrastar resultados experimentales con postulados teóricos actuales, incluso presentando una nueva teoría cuántica que describe de mejor manera los datos experimentales.

El reciente doctor nos señala que “particularmente se pudo descubrir que la teoría cuántica describe los datos experimentales asignándole una importancia única a los fenómenos subyacentes involucrados. Esto no es así con la teoría semiclásica,  pues con distintas ponderaciones para los mecanismos de colisión de los electrones, se llega a resultados similares lo cual no permite entender el fenómeno en su conjunto”, explica.

A lo anterior se suma que las actuales teorías, para predecir la conductividad eléctrica, no entregan explicación para fenómenos cuánticos conocidos e incurren en contradicciones. De manera que este trabajo sí puede explicar todas estas contradicciones, junto con entregar una descripción consistente del fenómeno de la conductividad eléctrica.

La línea científica

Este trabajo fue logrado en colaboración con el profesor de tesis de Arenas, el Doctor DFI FCFM  Raúl Muñoz, “él siempre fue un buen guía, tanto intuitiva como formal, por cuanto sus corazonadas llegan normalmente a buen puerto”, menciona el ingeniero. Por su lado Muñoz destaca “la tenacidad de Claudio para abordar este problema y luego su capacidad para continuar trabajando en él hasta responder todas las preguntas e interrogantes que fueron surgiendo en el camino”, dice.

En un alambre de dimensiones macroscópicas la capacidad de llevar corriente está determinada por la colisión entre los electrones y las vibraciones de la red cristalina. Cuando se considera un alambre de dimensiones nanométricas aparecen dos nuevos mecanismos de colisión electrónica: la colisión de los electrones con los bordes del alambre y el segundo es de los electrones con los bordes de grano, es decir, los cristales que forman el alambre.

El rol del académico en la investigación fue utilizar el equipo que dirige y el laboratorio del DFI para separar experimentalmente el efecto de estos dos mecanismos de colisión electrónica. “Al utilizar la teoría existente para explicar estos datos, nos dimos cuenta de las inconsistencias notables de la explicación cuando se toma como base la teoría clásica”.

Los conectores de cobre de 10 nanómetros de ancho, van a estar constituidos por mono-cristales del mismo material (granos) cuya dimensión es comparable a aquella cifra. Así, al encontrarse con granos de 10 nm, “el mecanismo de colisión electrónica dominante resulta ser colisión electrón-borde de grano. Esto, porque la escala de distancia más corta (en este caso, el diámetro de los granos de cobre de 10 nm) domina el proceso de transporte electrónico”, dice Muñoz.

Sobre los resultados, señala que las predicciones de la International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS), principal publicación sobre microelectrónica, es que para la década de 2015-2025 se contempla desarrollar circuitos en que las líneas de conexión de Cu (cobre) debieran alcanzar un ancho de unos 10 nanómetos (nm) pero, la distancia que recorre un electrón en un cristal de cobre, a temperatura ambiente, es de 38 nm, lo que significa que el fenómeno de colisión electrón-borde de grano pasa a ser dominante.

La explicación a este fenómeno es un modelo cuántico creado por el equipo científico que produjo el paper, que cambia el paradigma sobre los mecanismos de colisión electrónica que dominan la resistencia de los conectores de cobre nanométricos. Su aplicación inmediata, dice Muñoz, sería “el cálculo de la resistencia de estos conectores nanométricos, partiendo de un modelo cuántico realista, que constituye un paradigma completamente opuesto y contradictorio con el modelo clásico conocido hasta ahora”, señala.

El interés por este trabajo ha sido grande, no sólo por el impacto en la comunidad científica, sino por sus posibles aplicaciones. Arenas señala que la empresa donde trabaja le ha solicitado una presentación al respecto, lo cual es de importancia pues podría sentar las bases de una colaboración de mediano/largo plazo con el departamento en particular y con el grupo de investigación en general.

Para el profesor Muñoz  esto es solo comienzo, pues  “hay mucho más por hacer en el laboratorio en este campo”. Por ahora, el equipos científico esta en la etapa de presentación de un  proyecto Fondecyt de 4 años para continuar las investigaciones y el desarrollo de este modelo cuántico, además de trabajar en una monografía donde se explicarían, en detalle, varios aspectos técnicos aun no publicados de la Tesis Doctoral de Claudio.

 
Postulaciones postgrado 2016 Imprimir

Ya se encuentran abiertas las postulaciones para ingreso del 2016 al magister y doctorado en física.

Mas información en www.dfi.uchile.cl/postgrado 

 
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