Vol. 20, No. 1, 2003    Otros números

Revista Cubana de Física


PROPIEDADES MAGNETICAS DE SISTEMAS NANOCRISTALINOS: CONCEPTOS BASICOS

Martín Socolovsky, Leandro; Marcelo Knobel y José Marcelo Vargas .........  3

 

RESUMEN

En este trabajo se da una introducción a las propiedades magnéticas de los sistemas nanocristalinos, comenzando por el superparamagnetismo, para luego estudiar el caso de los conjuntos de partículas nanométricas. Son discutidos algunos conceptos básicos, así como diferentes técnicas utilizadas para el estudio de estos sistemas.

 

ABSTRACT

An introduction to the magnetic properties of nanocristalline system is given. Basic concepts, such superparamagnetism and ensembles of nanometric particles, and different techniques used to study these systems are discussed.


COMPORTAMIENTO DE LA CAPA F2 DE LA IONOSFERA COMO RESULTADO DE LAS INTERACCIONES DEL SISTEMA DINAMICO VIENTO SOLAR-MAGNETOSFERA-IONOSFERA

Calzadilla, Alexander; Sandro M. Radicella; Bienvenido Lazo y Katy Alazo 12

 

RESUMEN

Se estudia la incidencia sobre la ionosfera del sector americano de dos tormentas geomagnéticas de diferente grado de intensidad, analizándose algunos parámetros físicos del viento solar, la frecuencia crítica de la capa F2 (foF2) medidas en estaciones de sondeo ionosférico del sector, así como los perfiles de concentración electrónica obtenidos del sondeo del satélite Intercosmos-19 y la respuesta de la magnetosfera a la perturbación mediante el índice geomagnético Dst. Se analiza la entrega de energía del viento solar a la magnetosfera y algunos de los mecanismos físicos de acoplamiento entre estos medios. Además, se analiza el comportamiento de las ondas gravitacionales, tanto en condiciones tranquilas como perturbadas, así como la marcada dependencia latitudinal de la variación del parámetro δfoF2 en estas condiciones geofísicas y se estima la velocidad de propagación de la perturbación en la ionosfera.

 

ABSTRACT

We studied the ionospheric behaviour over the American Sector for two geomagnetic storms with different intensity, analysing, the behaviour of some physical parameters in the solar wind, the critical frequency of the F2 layer (foF2), that were measured in some ionospheric stations of the Sector. As well as F2 layer electronic concentration profiles obtained by Intercosmos-19 satellite, and the behaviour of the magnetosphere characterized by the geomagnetic index Dst. We make some physical analysis of the energy flux transferred from the solar wind to the magnetosphere, and some of the coupling mechanisms between these medias. Also, we studied the behaviour of the atmospheric gravitational waves under quiet conditions as well as disturbed, beside the parameter δfoF2 showed a latitudinal dependence under these geophysical conditions, we calculated too the propagation speed of the perturbation in the ionosphere.


COMPORTAMIENTO MORFOLOGICO DE LA GRANULACION FOTOSFERICA EN EL ENTORNO DE LAS MANCHAS SOLARES

Rodríguez Flores, Ernesto R. y Rafael Gámez Díaz 21

 

RESUMEN

Utilizando imágenes solares obtenidas con elevada resolución espacial se analiza la influencia de los campos magnéticos intensos en las propiedades morfológicas de la granulación fotosférica. Este análisis no arroja variabilidad en los parámetros estudiados (diámetro crítico, dimensión fractal y distribución espacial de los gránulos), lo cual es indicativo que los procesos que determinan estos fenómenos no se alteran con la presencia de manchas solares.

 

ABSTRACT

Using high-resolution solar images, we analyze the strong magnetic fields influence in the morphological properties of the photospheric granulation. From this analysis results that critical diameter, fractal dimension and spatial distribution of the granules do not change. It is indicative that the process which determine these phenomena not vary in the sunspots neighborhood.


DEPENDENCIA DE LA INTENSIDAD DEL FLUJO PROTONICO SOLAR CON LOS PARAMETROS DEL VIENTO SOLAR

Pozo García, Eduardo del  y Jorge Félix Valiente Márquez .....  26

 

RESUMEN

En trabajos anteriores se determinaron las relaciones del flujo protónico solar (E > 10 MeV) con, la radioemisión de los eventos de bandas métrica y centimétrica y la heliolongitud del destello. Este parámetro es un indicador de la posición relativa entre el evento solar y la Tierra. En el presente artículo se analizaron 22 eventos protónicos con baja radioemisión en banda métrica a velocidades del Viento Solar menores que 500 Km/s. Se determinó la dependencia de la intensidad del flujo protónico con las condiciones existentes en el medio interplanetario, en particular con la densidad y la velocidad del “Viento Solar”. Los resultados muestran una relación inversa con la velocidad: mayores intensidades de flujo a bajas velocidades del “Viento Solar”, y una posible relación directa con la densidad: mayores intensidades de flujo para altas densidades del Viento Solar.

 

ABSTRACT

In former works the relation of the solar proton flux intensity (E > 10 MeV) with burst radioemission at centimetric and metric bands and flare heliolongitude were determined. Being this parameter an indicator of relative position between Earth and solar event.  In present paper 22 proton events with a low metric band radioemission, which took place when Solar Wind speed was less than 500 km/s were analyzed. The dependence of proton flux intensity with the interplanetary medium conditions in particular with Solar Wind speed and density was determined. In particular, an inverse relation with velocity: Greater flux intensity takes place at low Solar Wind speed is obtained, and a possible direct relation with density: Greater flux intensity takes place at high Solar Wind density is suggested.


ESTUDIO TEORICO DE TRES SUCESIONES BINARIAS NO FIBONACCI

Tichadini, G.; Y. Mutomba y R Pérez-Alvarez ..  31

 

RESUMEN

Analizamos tres Sucesiones Binarias No-Fibonacci, y estudiamos el carácter del espectro para problemas simples. Se demuestra el carácter Pisot, así como que los espectros de todos estos problemas son singulares continuos.

 

ABSTRACT

We analize three Binary Non-Fibonaccian Sequences and analyse the character of the spectrum for simple problems. We prove the Pisot character of these sequences. It is shown that the spectra of all these problems are singular continuous.


CHAOS AND NON-ARCHIMEDEAN METRIC IN THE BERNOULLI MAP

Sotolongo-Costa, Oscar and Jesús San-Martin......... 35

 

ABSTRACT

Ultrametric concepts are applied to the Bernoulli Map, showing the adequateness of the non-Archimedean metrics to describe in a simple and direct way the chaotic properties of this map. Lyapunov exponent and Kolmogorov entropy appear to find a better understanding. A p-adic time emerges as a natural consequence of the ultrametric properties of the map.

 

RESUMEN

Se aplican los conceptos de la geometría ultramétrica al mapa de Bernoulli, demostrando que la métrica no Arquimedeana es la adecuada para describir de forma simple y directa las propiedades caóticas de este mapa. En este contexto, tanto el exponente de Lyapunov como la entropía de Kolmogorov encuentran un contenido conceptual claro. Como consecuencia de las propiedades ultramétricas del mapa, emergen también propiedades p-adicas del tiempo en este contexto.


ENSANCHAMIENTO INDUCIDO POR LA RADIACION GAMMA DE LA FRONTERA DE LOS GRANOS EN CERAMICAS SUPERCONDUCTORAS DE YBCO

Cruz , C.M.; Y. Leyva y A. Leyva .........  39

 

RESUMEN

Se analiza el aumento del espesor d de las junturas intergranulares débiles con la dosis de irradiación gamma mediante un modelo, según el cual durante el transporte de este tipo de radiación se intensifican en el material los movimientos difusivos de los defectos en los granos superconductores, uno de cuyos efectos es provocar indirectamente el incremento de d con el aumento del tiempo de irradiación. Mediante la aplicación del modelo propuesto a la dependencia de d con el tiempo de irradiación reportada anteriormente se estimó el valor correspondiente de la constante de difusión de los átomos de oxígeno a la temperatura ambiente, el cual resultó ser en cinco órdenes superior al valor reportado en la literatura para la difusión del oxígeno en muestras no irradiadas de YBCO a la misma temperatura. Esta diferencia se ha asociado a una notable reducción en la energía de activación de estos movimientos bajo la acción de los electrones secundarios que se generan durante el transporte de la radiación gamma en este material.

 

ABSTRACT

 

The increase of the thickness d of the weak intergrain superconducting junctions upon gamma irradiation doses was analyzed by means of a model which takes into account an enhancement of the diffusive motions of the crystal defects in the superconducting grains caused by the transport of the gamma radiation. On this basis, as the irradiation time increases the junction thickness d  rises indirectly. The value of the enhanced diffusion motions constant related to oxygen atoms determined at the room temperature on the basis of the introduced model is several orders of magnitude higher than the experimental one reported for oxygen atoms in nonirradiated YBCO ceramics samples at the same temperature. This difference is related to a decrease of the value of the activation energy of those kind of atomic movements under the action of the secondary electrons induced by the gamma radiation transport.


SISTEMA DE DETECCION DE RAYOS X SOBRE LA BASE DE DETECTORES DE SILICIO PARA APLICACIONES EN RADIOGRAFIA DIGITAL MEDICA

Cabal, Ana Ester y otros ...  44

 

RESUMEN

El trabajo describe el desarrollo de un sistema para la medición de rayos X usando detectores de Silicio tipo “bandas”. Estos detectores son ampliamente reconocidos por ser excelentes dispositivos sensibles a posición ya que poseen una resolución espacial muy buena. El sistema electrónico se basa en un circuito denominado RX64, que comprende 64 canales de lectura binaria con sus correspondientes contadores. El sistema de detección de rayos X que incluye el circuito RX64 y los detectores de “banda” tiene una respuesta lineal hasta una señal de entrada de 10000 electrones (rango energético hasta 36 keV para los rayos X). Posee un ruido de carga equivalente igual a 167 e- rms. Debido a las características del sistema se estudia la factibilidad de acoplar el mismo a un equipo de radiografía y comprobar su efectividad en la aplicación de radiografía digital médica.

 

ABSTRACT

This work describes the development of a readout system for X-ray measurements using silicon strip detectors. Silicon strip detectors are known to be excellent position sensitive devices providing very good spatial resolution. The readout system is based on ASIC called RX64. The RX64 chip employs binary readout architecture and contains 64 front-end channels with 64 20-bit pseudo-random counters. The developed system is linear up to 10000 electrons of the input signal, which corresponds to the X-ray energy range up to 36 keV. The equivalent noise charge is equal to 167 e- rms. Our system has characteristics, which possibility the study of the feasibility of it to be used in digital medical radiography.


INFLUENCE OF HEAT CONVECTION ON THE MEASUREMENT OF THE SPECIFIC HEAT CAPACITY OF SOLIDS USING THE TEMPERATURE RELAXATION METHOD

Marín, E.; V. Hirschel and O. Delgado-Vasallo ..................  49

 

                        RESUMEN

Se describe un experimento basado en un método de relajación para la medición de la capacidad calorífica específica a presión constante de sólidos a temperatura ambiente. El experimento se basa en la medición de la velocidad de enfriamiento (o calentamiento) de una muestra cuya temperatura difiere de la ambiente debido a la absorción de luz. Esa velocidad depende de la diferencia de temperaturas, la capacidad calorífica de la muestra y del coeficiente de transferencia de calor. La muestra es suspendida adiabáticamente en un recipiente en el cual se realiza vacío. La influencia de la disipación de calor por convección en los resultados es discutida por primera vez en este tipo de experimento.

                          

                         ABSTRACT

An experiment is described which employs a relaxation method for the measurement of the specific heat capacity at constant pressure of solids at room temperature. The experiment employs measurements of the cooling (or heating) rate of a sample whose temperature differs from that of the surroundings due to light heating. This rate depends on the temperature difference, the heat capacity of the sample and the heat transfer coefficient. The sample is suspended adiabatically in a reservoir in which vacuum can be made. The influence of heat dissipation by convection on the results is discussed for the first time in this kind of experiments.

 


EVALUACION DEL DISEÑO Y CONSTRUCCION DE SISTEMA DE ENFRIAMIENTO PARA TOMOGRAFO DE RMN APLICANDO LA TECNICA DE DIFERENCIAS FINITAS

Martínez Bermello, Aylin y  William Domínguez Viqueira ......  54

 

RESUMEN

En este trabajo se desarrolla un modelo matemático que describe la distribución espacial y temporal de la temperatura en el enrollado de un imán resistivo de un tomógrafo de resonancia magnética. El equipo, diseñado y construido en el Centro de Biofísica Médica, en Santiago de Cuba, presta servicios en una instalación hospitalaria cubana. Para esto se utilizó la técnica de diferencias finitas y las expresiones de transferencia de calor y de balance de energía. La validez del modelo se comprobó mediante la comparación de sus resultados con datos experimentales, tomados del equipo para diferentes valores de corriente. Las desviaciones oscilan entre el 2 y el 3.5 % en la estabilización de temperatura, que es cuando se alcanzan los valores más elevados. La cantidad de calor que extraen los refrigerantes constituye como mínimo el 63 % de la energía térmica generada por el enrollado. Los resultados de la aplicación del modelo demuestran su utilidad en la evaluación del sistema de enfriamiento de un imán ya construido, o como punto de partida para el diseño de intercambiadores de calor de imanes resistivos más eficientes para futuros equipos, los cuales lograran, en consecuencia, mayor calidad de las imágenes clínicas.

ABSTRACT

In this paper a mathematical model for calculation of spatial and temporal temperature distribution in the winding of a resistive magnet of a magnetic resonance imaging (MRI) machine is developed. The equipment, designed and constructed by Centro de Biofísica Médica in Santiago de Cuba, is operating in a Cuban’s hospital. The method of finite difference, heat transfer expressions and the Energy Balance Law were used. The effectiveness of the mathematical model was confirmed by comparison of its results with experimental data. The experimental data were measured for different current values in the mentioned magnet. The standard deviations oscillated between 2 and 3.5 % at the moment of stabilization of temperature. The heat transferred is the 63% of total heat generated by the winding. The results of mathematical model shown its efficacy in, the evaluation of the cooling system of a constructed magnet or to design the heat exchangers of futures magnets for MRI machines, whishes will gain more quality in medical images.


MAGNETISMO Y PSEUDOCIENCIA EN LA MEDICINA

González Arias, Arnaldo....... 59

 

RESUMEN

Se relatan las experiencias más importantes sobre la aplicación  de imanes en diversas terapias, exponiendo los casos del austriaco Franz Friedrich Antón Mesmer y el norteamericano Elisha Perkins.  Mesmer fue desautorizado por una comisión nombrada por Luis XVI en 1785; Perkins fue expulsado en 1796 de la Connecticut Medical Society. También se presentan las posibles aplicaciones más importantes de los campos electromagnéticos en el intervalo de ondas de radio y microondas: la diatermia radiativa y la osteogénesis en las bajas frecuencias (» 100 Hz). El carácter conservativo del campo magnetostático se opone al flujo neto de energía magnética desde un imán permanente en reposo hacia el paciente. Este inexistente flujo magnético es predicado en algunas terapias pseudocientíficas, atribuyéndosele la capacidad de sanar. Se concluye que los campos magnéticos variables en forma de radiación electromagnética son una herramienta útil en el tratamiento terapéutico de diversas afecciones, y que hasta el momento no hay justificación teórica ni pruebas experimentales convincentes acerca de la efectividad terapéutica de los campos magnetostáticos y de la aplicación de imanes permanentes para calmar el dolor.

 

ABSTRACT

The main past experiences about the application of magnets in diverse medical therapies are exposed, relating the cases of medical doctors such as the Austrian Franz Friedrich Anton Mesmer and the American Elisha Perkins.  A commission designed by Louis XVI in 1785 openly exposed Mesmer as a fraud.  Perkins was excluded in 1796 from the Connecticut Medical Society.The conservative character of the magnetostatic field gets in the way of any net flux of magnetic energy from a magnet to the patient.  This non-existent flux is accepted by some pseudoscientific therapies as having healing power.  It is concluded that the changing magnetic fields, in the form of electromagnetic radiation, may be a useful tool in the therapy of different diseases and that, up to this moment, there is neither theoretical justification nor sound experimental evidence about the effectiveness of the magnetostatic fields or the application of permanent magnets to decrease pain.