Vol. 22, No. 2, 2005    Otros números

Revista Cubana de Física


A CIEN AÑOS DE LA PUBLICACIÓN DEL ARTÍCULO DE EINSTEIN SOBRE LOS CUANTOS DE LUZ
Luis Hernández, Facultad de Física, Universidad de La Habana, La Habana, Cuba ......... 95
 

RESUMEN
Se presenta una breve reseña histórica de los antecedentes que originaron las ideas de Einstein sobre los cuantos de luz, al mismo tiempo que se resalta el significado e impacto del famoso artículo de Einstein de 1905. En el presente trabajo se evidenciará que el concepto de cuanto de luz elaborado por Einstein, fue la coherente concepción de un programa de investigación, independiente de las ideas de Planck, que habría conducido irremediablemente a la ley del cuerpo negro y al concepto de los cuantos de energía. Se evidenciará como Einstein utilizó la mecánica estadística para fundamentar la termodinámica del equilibrio con base en la mecánica clásica. La descripción einsteniana, mecánicaestadística de la interacción radiación-sustancia conllevó a la búsqueda de los componentes
elementales de la radiación electromagnética, los cuantos de luz.


ABSTRACT
A brief historical description regarding the antecedents of the Einstein original ideas about the quantum of light is shown. The present work also stands out the meaning and impact of the Einstein’s famous article of 1905. It will be demonstrated that the quantum light idea, elaborated by Einstein, was the coherent conception of a research programme, independent of that developed by Planck, that would have hopelessly lead to the law of the black body and to the concept of the energy quantum. In addition, it will be shown how like Einstein used the statistical mechanical description in order to explain the electromagnetic radiation-substance interaction and to found the elementary components of the electromagnetic radiation: the quantum of light.


EPR, Bell, GHZ, AND HARDY THEOREMS, AND QUANTUM MECHANICSa

M. Socolovsky, Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior, Ciudad Universitaria, México D.F., México.  ....................................... ......................................... 104

 

ABSTRACT

We review the theorems of Einstein-Podolsky-Rosen (EPR), Bell, Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ), and Hardy, and present arguments supporting the idea that quantum mechanics is a complete, causal, non local, and non separable theory.

 

RESUMEN

Revisamos el teorema de Einstein-Podolsky-Rosen (EPR), Bell, Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ), y Hardy, y se presentan argumentos soportando la idea de que la teoría mecánica es completa, causal, no local, y una teoría no separable.


EINSTEIN Y LAS TEORÍAS DE UNIFICACIÓN DE CAMPOS

H. Pérez Rojas1 and E. Rodríguez Querts2, Instituto de Cibernética, Matemática y Física, Ciudad de La Habana, Cuba ....................................................................................................................................................119

 

 RESUMEN

En el presente trabajo se describen las fuerzas fundamentales de la naturaleza y se hace una breve exposición de los principales aspectos del Modelo Standard de las interacciones débil, electromagnética
y fuerte. Además, se esbozan algunas ideas acerca de la llamada gran unificación de las interacciones.

 

ABSTRACT

In this work the natural fundamental forces are described; and a brief explanation about the Standard Model regarding weak, electromagnetic and strong interactions is done. Presids; some ideas about the so called unified theory are presented.


ACERCA DE LA ENSEÑANZA DEL MODELO ATÓMICO DE BOHR

E. Marín, Facultad de Física, Universidad de La Habana, Ciudad de La Habana, Cuba ................. 125

 

RESUMEN

En el presente trabajo se presenta un enfoque alternativo para explicar el Modelo de Bohr, en el cual la condición de cuantización del momento angular es obtenida como consecuencia de aplicar el Principio de Correspondencia. Se pretende describir también cómo se puede extender dicho modelo, teniendo en cuenta consideraciones relativistas, para obtener las correcciones para el radio de las órbitas circulares y la energía de los electrones en ellas predichas por el modelo de Sommerfeld, e introducir el concepto de estructura fina. Presentaremos y discutiremos además, a nivel elemental, algunos ejemplos de fenómenos que ilustran cómo la teoría antigua de Bohr puede hacer una contribución importante a su comprensión.

 

ABSTRACT

In this paper we present an alternative approach for obtaining the mean results of the Bohr’s model of the atom. The starting point in our analysis will be the Bohr’s correspondence principle, and we will discuss how it predicts the angular momentum quantization rule. It is also our purpose here to show how relativistic corrections to the Bohr model of the atom can be easy obtained from our approach as well as the concept of fine structure. We will also provide and discuss at elementary level some examples of phenomena which can be used to illustrate that the old Bohr’s theory can still make an important contribution to their understanding.


ANÁLISIS ALL-ELECTRON DE LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DEL ThO2 Y UO EN LA APROXIMACIÓN TB-LMTO-ASA

E. Chigo Anota1, Facultad de Ingeniería Química, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, México

J. F. Rivas Silva2, Instituto de Física "Luis Rivera Terrazas"- Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Puebla, México .................................................................................................................................... 136

 

RESUMEN

Reportamos la estructura electrónica de los sólidos cristalinos UO y ThO2 usando la aproximación
TB-LMTO-ASA (Tight-Binding-Linear Muffin Tin Orbitals-Atomic Sphere Approximation) dentro de la teoría DFT (Density Functional Theory). Sus geometrías óptimas fueron obtenidas usando los pseudopotenciales ultrasuaves de Vanderbilt. Se reportan las densidades de estados total y parcial, así como la estructura de bandas. El UO muestra un comportamiento metálico y magnético mientras que el ThO2 muestra un carácter metálico y no-magnético.

 

ABSTRACT

We report the electronic structure of the crystalline solids UO and ThO2 using the TB-LMTO-ASA (Tight-Binding-Linear Muffin-Tin Orbitals-Atomic Sphere Approximation) into the framework of the density functionals (DFT) theory. Their optimal geometry were obtained using the ultrasoft pseudopotentials.  Their band structures and total and partial densities of states were obtained too. The UO shows a metallic and magnetic behavior while the ThO2 shows a metallic character and no-magnetic.


DISPERSIÓN INELÁSTICA DE LA LUZ POR EXCITACIONES ELECTRÓNICAS EN ÁTOMOS ARTIFICIALES

Alain Delgado1, Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear, Ciudad de La Habana, Cuba, Augusto González2, Instituto de Cibernética, Matemática y Física, Ciudad de La Habana, Cuba, D.J. Lockwood3, Institute for Microstructural Sciences, National Research Council, Ottawa, Canada ..................................... 142

 

RESUMEN

En este artículo presentamos cálculos teóricos de la sección eficaz de dispersión inelástica de luz (Raman) por excitaciones electrónicas en un punto cuántico cargado con 42 electrones. Los estados multielectrónicos involucrados en el cálculo de la amplitud de transición Raman son obtenidos en la aproximación de fase aleatoria (RPA). La evaluación de las reglas de sumas pesadas por energía permitió clasificar las excitaciones electrónicas en uniparticulares (SPEs) y colectivas de carga (CDEs) y de espín (SDEs). Los espectros Raman calculados en geometría polarizada y no polarizada son mostrados en diferentes regiones de la energía del láser incidente. Se predicen teóricamente las ventajas asociadas al cálculo o medición de los espectros en régimen no resonante. Los valores calculados de las razones de polarización de las intensidades Raman demuestran el rompimiento de las reglas de selección del efecto Raman en presencia de campos magnéticos externos. La regla del salto de la intensidad Raman es propuesta como herramienta novedosa para la identificación de la naturaleza (carga o espín) de las excitaciones electrónicas. En la región de resonancia extrema, se obtienen espectros Raman dominados por picos asociados a estados excitados uniparticulares. Se argumenta cualitativamente la importancia de incorporar los tiempos de vida de los estados intermedios para la descripción de los espectros Raman en la región de energías del láser incidente 40-50 meV por encima de la brecha energética de la estructura semiconductora.

 

ABSTRACT

In this article we present a theoretical investigation of the inelastic light scattering by electronic excitations in a quantum dot charged with 42 electrons. The energies and wave-functions of the multielectronic states involved in the Raman process, are obtained in the framework of Random Phase Approximations (RPA). Charge-Density (CDE) and Spin-Density (SDE) excitations are identified by evaluating the multipolar energy-weighted sum rules (EWSR). We compute Raman spectra for different values of the incident laser energy in both, polarized and depolarized geometry. Calculated Raman spectra with anexcitation energy below the bandgap reveals several advantages for identifying and following individual peaks. The breakdown of Raman polarization selection rules under the influence of an external magnetic field is studied by calculating the polarization ratios. The breakdown of these selection rules under resonant excitation with the semiconductor bandgap, which we termed Raman intensity jump-rule, is found and proposed as a  useful tool for identifying the character (charge or spin)  of electronic excitations. We found that Raman spectra in the extreme resonance region are dominated by strong peaks associated to single-particle excitations (SPEs). The interference effects between the intermediate states in the Raman transition amplitude are evaluated. The main features of Raman spectra with excitation energy well-above the bandgap are qualitatively reproduced in terms of lifetimes of the intermediate states.


ESTIMACIÓN DE MODOS TEMmn LAGUERRO-GAUSSIANOS

Omel Mendoza Yero, Laboratorio de Tecnología Láser-ICTM, Universidad de La Habana, Ciudad de La Habana, Cuba ....................................................................................................................................153

 

RESUMEN

Mediante la modelación de la potencia/energía trasmitida a través de una abertura circular de radio variable por haces láser laguerro-gaussianos, se propone un método para la estimación de sus modos transversales. El método es válido para haces láser compuestos por un único modo de oscilación transversal laguerro-gaussiano. Se muestra que las posiciones de los ceros radiales en la función de irradiancia de cada haz láser coinciden con puntos de pendiente nula en la curva teórica correspondiente a la potencia de la radiación trasmitida en función del radio de la abertura circular. Los resultados son mostrados en forma de gráficos ilustrativos, con ayuda de herramientas de cálculo proporcionadas por el programa “MAPLE”. Este trabajo encuentra aplicación en el campo de la caracterización de haces láser, particularmente útil para la obtención de información sobre haces láser con simetría cilíndrica y anchos de emisión fuera del espectro visible.

 

ABSTRACT

By mapping the power/energy of Laguerre-Gaussian beams transmitted through a circular aperture of variable radius, a method to estimate their transversal electromagnetic modes is introduced. This method holds for laser beams make up by a unique transversal Laguerre-Gaussian mode. It is shown that positions of radial zeros in the irradiance function of each laser beam coincide with points of zero slopes in the theoretical curve corresponding to power transmitted vs. radius of the circular aperture. With the help of tools given by “Maple” software, results are showed by using several graphics. This work finds application in the field of laser beam characterization, particularly useful to collect information concerning laser beams with cylindrical symmetry and emission bandwidths out of the visible spectrum.


OPTIMIZACIÓN DEL DETECTOR DE LATIDO FETAL: EMPLEO DEL MICROCONTROLADOR DS87C550

Antonio Jiménez Cañas, Departamento de Ultrasónica, Instituto de Cibernética, Matemática y Física (ICIMAF), Ciudad de La Habana, Cuba ................................................................................................. 157

 

RESUMEN

Se exponen los criterios de adecuación y procesamiento de la señal Doppler ultrasónica empleados en el Detector de Latido Fetal, partiendo de la utilización del microcontrolador D87C51. Igualmente se muestran las características del algoritmo optimizado de autocorrelación utilizado y los resultados obtenidos. Adicionalmente y en aras de reducir consumo, volumen y recursos materiales, se analizan las ventajas que se derivan del empleo del microcontrolador DS87C550 de nueva generación, el cual es totalmente compatible con el anterior e introduce nuevas posibilidades en el diseño.

 

ABSTRACT

Adaptation criteria and processing of Ultrasonic Doppler signal employed in Fetal Heart Detector are presented, starting from the use of D87C51 microcontroller. In the same way, the characteristics of the autocorrelation algorithm optimized as well as the obtained results are shown. Additionally, for the sake of reducing consumption, volume and material resources, the advantages derived of the employment of the new generation DS87C550 microcontroller are considered. It’s completely compatible with the previously used and introduces new possibilities in the design.


EL APORTE DE LOS FÍSICOS AL DESARROLLO DE LA MÚSICA

Daniel Stolik, Facultad de Física, Instituto de Materiales y Reactivos para La Electrónica  (imre),  Universidad de La Habana ............................................................................................................................ 164

 

RESUMEN

Este trabajo está dirigido a reconocer el aporte hecho por los físicos en el desarrollo de la música, en saludo al año Internacional de la Física. Es altamente conocido el papel que ha jugado la física en la comprensión del universo, los fenómenos naturales y el desarrollo de la tecnología. Sin embargo su influencia en el desarrollo de la cultura y el arte, incluyendo la música es menos conocida. En este trabajo se describe cuando comienza y como se desarrolla un tratamiento de los fundamentos  científicos del sonido y la música, proceso en el que notables físicos, reconocidos por su contribución a la formación de la física como ciencia, hicieron aportes fundamentales. Se parte de la reflexión de que la música tiene una base objetiva, que obedece a leyes naturales físicas. Se  destaca el hecho de que con Galileo, además de comenzar la física como ciencia, también comienza el análisis y la comprensión científica de la música. En el artículo se destacan los aportes más importantes de los físicos al respecto hasta la aparición de los sintetizadores y las nuevas tecnologías en el siglo XX.

 

ABSTRACT

This work is devoted to recognize the contribution made by the physicists to the development of the music, in greeting to the: International Year of Physics. It is very well-known the role played by Physics in the understanding of the universe, the natural phenomena and the development of technology. Less well-known is their influence in the development of the culture and the art, including the music. Specifically this work describes the beginning of a treatment of the scientific basis of the sound and music. Many physicists, who are recognized by its contribution to the formation of the physics as a science, made fundamental contributions to music. I started from the point of view that the music has an objective base and obeys natural laws of the physics. It I is very interesting the fact that with Galilean, not only began the physics as science, also began the scientific understanding of the music. In this respect we remark the contributions made by very important physicists, until the appearance of the synthesizers and the new technologies in the XX century.


QUANTIFYING THE IMPACT OF PHYSICS THROUGH SCIENTIFIC PUBLICATIONS

Ernesto Altshuler, “Henri Poincaré” Group of Complex Systems and Superconductivity Laboratory, Physics Faculty-IMRE, University of Havana, Cuba ............................................................................... 173

 

ABSTRACT

I present some of the parameters internationally used to measure the impact of scientific articles, and discuss their advantages and disadvantages. I introduce data related to the impact of scientific work in Physics generated in the area of Latin America, and, specifically, in Cuba. Although this paper cannot be taken as a definitive bibliometric study, I hope it offers some clues to conduct a systematic investigation of the impact of Cuban Physics in the international context, using scientific publications as a measuring tool.

 

RESUMEN

En este trabajo presento algunos parámetros utilizados internacionalmente para medir el impacto de los artículos científicos, y discuto sus ventajas y desventajas. Introduzco datos relacionados con el impacto del trabajo científico en el campo de la Física generada en el área de Latinoamérica y, específicamente, en Cuba. Aunque este artículo no puede ser tomado como un estudio bibliométrico definitivo, espero que ofrezca algunas ideas sobre cómo conducir una investigación sistemática del impacto de la Física cubana en el contexto internacional, utilizando las publicaciones científicas como herramienta de medición.


INFLUENCIA DEL RETARDO EN UN TUMOR SOMETIDO A UN TRATAMIENTO PERIÓDICO

Ramón Espinosa Riquelme1, Daniel Rodríguez Pérez1, Oscar Sotolongo-Costa2*,  

1Departamento de Física Matemática y Fluidos, UNED, Madrid,  España                         

2Cátedra “Henri Poincaré” de Sistemas Complejos, Universidad de La Habana, Cuba

3Servicio de Oncología, Radioterapia. H.G.U. “Gregorio Marañón”, Madrid, España .................. 183

 

RESUMEN

Se presenta un modelo de interacción entre el sistema inmunitario y una población de células tumorales. Se estudia la estabilidad del sistema cuando se añade un tratamiento periódico con citoquinas. En dicho modelo se ha tenido en cuenta el efecto producido por el tiempo transcurrido desde que el sistema inmune advierte la presencia del tumor, hasta que actúa contra él (retardo). Se comparan los resultados obtenidos con y sin retardo. En general, el retardo introduce inestabilidades en algunas soluciones del sistema respecto de las correspondientes al sistema de respuesta instantánea.

 

ABSTRACT

We model the interaction between the immune system and tumor cells under a periodic therapy, when  there is a delay between the triggering of the immune system and the detection of the tumor cells. The results are compared with those of a previous paper, concluding that the delay introduces instabilities in some solutions of the system relative to those of the undelayed system.


BIOMAGNETISMO vs. MAGNETOBIOLOGÍA

A. González Arias, Dpto. Física Aplicada, Universidad de La Habana;  arnaldo@fisica.uh.cu ....................... 188

 

RESUMEN

Bajo el título Biomagnetismo es posible encontrar actualmente referencias muy disímiles en la literatura científica;  por ejemplo,  un estudio serio y profundo sobre la posible interacción de las palomas mensajeras con el campo magnético terrestre, y también un comercial sobre una supuesta terapia magnética para aliviar el dolor, de muy dudosa efectividad.  También el biomagnetismo puede aparecer ligado a la “bioenergía”,  término muy abusado y distorsionado en la literatura pseudocientífica.  Una revisión de la literatura científica sobre el tema conduce a que el biomagnetismo aparece asociado, cada vez más de manera exclusiva, al estudio de los campos electromagnéticos de baja frecuencia generados por el cerebro y el corazón humanos.  En lo que sigue se analizan las diferencias entre biomagnetismo y magnetobiología.  Este último término ha sido acuñado recientemente para designar el estudio de la interacción de diversos animales con el campo magnético terrestre.

 

ABSTRACT

Nowadays, under the title Biomagnetism, it is possible to find very dissimilar references in the scientific literature;  for instance, a serious and insightful study about the possible interaction of pigeons with the earth magnetic field, and also some commercial advertising about a very doubtful magnetic therapy for removing pain.  Biomagnetism may also appear related to “bioenergy”, a very abused and distorted term in pseudoscientific literature.  A review on the subject leads to the conclusion that in scientific literature the biomagnetism appears mostly related to the study of the low-frequency electromagnetic fields generated by the human heart and brain.  In the following, the differences between biomagnetism and magnetobiology are analyzed.  The last term has been coined recently to design the study of the interaction of different animals with the earth magnetic field.