Dinámica cuasi-clásica de las colisiones reactivas y no reactivas en el sistema OH(v', j'=1)+ O₂(v'',j'=1)

.D. Garrido Arrate†, A.J.C.Varandasa y P.J.S.B. Caridadea

Sumario. En el presente trabajo se investigan los procesos reactivos y de relajación vibracional, producidos durante las colisiones de las moléculas de O2 y de OH vibracionalmente excitadas, utilizando el método de las trayectorias cuasi-clásicas, y una superficie de energía potencial global para el estado electrónico básico de la supermolécula HO3 obtenida por el método de expansión doble de muchos cuerpos. Los cálculos realizados cubren un amplio rango de combinaciones de los estados vibracionales excitados de las moléculas involucradas, así como de energías traslacionales, para garantizar la definición de modelos que consigan una descripción correcta para los coeficientes específicos térmicos de velocidad de todos los procesos estudiados. Se muestra que, para las colisiones de las moléculas vibracionalmente excitadas estudiadas, los procesos de relajación vibracional son menos importantes que los procesos reactivos conducentes a la formación de “oxígeno impar” y, por tanto, de ozono.

Abstract. The reactive and vibrational relaxation processes, occurring in collisions of vibrational excited O2 and OH, are investigated using the quasi-classical trajectory method and the realistic double many-body expansion (DMBE-I) potential energy surface for ground-state HO3 . Calculations have covered a wide range of combinations of vibrational excited states of involved molecules to warrant the definition of models with correct analytical descriptions of the specific thermal rate coefficients for all interesting processes. It is also shown that the vibrational relaxation of colliding molecules is less important than the reactive processes leading to formation of “odd-oxygen” (and hence ozone).

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Rol de los potenciales de interacción en la dinámica de relajación de la molécula de NO embebida en matrices de Ne, P. E. Martínez Fernández, Jesús Rubayo Soneira y Germán Rojas Lorenzo.

Sumario. En el presente trabajo se realiza un estudio de la relajación de la molécula NO excitada a su primer nivel electrónico de Rydberg, dentro de una matriz de átomos de Ne. En el mismo se analizan las propiedades dinámicas y energéticas del sistema al utilizar diferentes superficies de energía potencial para el estado excitado de Rydberg. Desde el punto de vista energético fueron calculadas las bandas de absorción y emisión, así como el desplazamiento de Stokes. La característica dinámica analizada fue la evolución temporal del radio promedio de los doce vecinos más próximos a la impureza. Dos de las superficies de energía potencial que describen al estado de Rydberg reflejan las propiedades del complejo en fase gaseosa NO-Ne, mientras las otras dos fueron calculadas para reproducir correctamente las características energéticas del sistema. Las dinámicas realizadas con los potenciales del sistema en fase gaseosa condujeron a resultados diferentes a los reportados en el experimento. Este hecho indica la importancia de la contribución al potencial de términos que describen otras contribuciones energéticas a la hora de describir al sistema sólido.

Abstract. The aim of this work is to study the relaxation process that takes places in a Ne matrix doped with NO, when the impurity is fotoexcited to its first Rydberg state. The dynamical and energetic properties of the system were analyzed using different potential energy surfaces to describe the interactions established between the matrix atoms and the NO molecule in its Rydberg state. From the energetic point of view were calculated the absorption and emission bands, as well as the Stokes shift between these bands. The temporal behavior of the averaged distance among the impurity and its twelve nearest neighbors was the dynamical property studied. Two Rydberg state potential energy surfaces show the properties of the NO-Ne complex in gas phase, while the rest of them were calculated in order to reproduce correctly energetic characteristics of the system. Molecular dynamics calculations using gas phase potentials lead to results that disagree with experimental ones. This fact realizes the importance of other energetic terms contribution to potential in order to describe the solid system.

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The magnetotherapy delusion, A. González Arias

Sumario. En años recientes ha ocurrido una “resurrección” de las denominadas terapias magnéticas basadas en la aplicación de imanes en diferentes partes del cuerpo. La aplicación generalizada de estas “terapias”, así como la difusión de información falsa asociada al tema, nos ha llevado a pensar que el engaño debía ser expuesto, o al menos mencionado, en los cursos de física básica. Se discuten algunos argumentos haciendo énfasis en la física del fenómeno, con la intención de que la información sea útil para todos aquellos que se dedican a la enseñanza de la física en ciencias e ingeniería. Se recuerda que un campo magnetostático no es capaz de transferir energía de ningún tipo a partículas en movimiento, mostrando la falsedad de algunos razonamientos usuales en la literatura pseudocientífica. El ignorar tanto la historia de la medicina como los métodos científicos y la bioética puede ser una posible explicación de por qué algunas de estas terapias aún sean consideradas de valor por algunos.

Abstract. In recent years there has been a “resurrection” of the so-called magnetic therapies, based on the application of permanent magnets in different parts of the body. The widespread application of these “therapies”, as well as the distribution of false information connected to the subject, have led us to think that the hoax should be exposed, or at least mentioned, in the courses of basic physics. Some detailed arguments stressing the physics on the subject are discussed, with the feeling that the information could be helpful for all those who teach physics in science and engineering. It is recalled that a magnetostatic field cannot transfer magnetic energy to moving charged particles, showing the falsehood of some statements appearing in the pseudoscientific literature. Disregard of the history of medicine as well as scientific methods and bioethics could be the explanation of why some of these therapies are so far claimed as valuable for some people.

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Estudio teórico de la reacción multicanal HS(v',j'=1) + O₂(v''=0, j''=1)→ productos; Y. O. Guerrero, J. D. Garrido, M. Y. Ballester.

Sumario. En el presente trabajo se reporta un estudio teórico de la reacción tetratómica que titula este artículo, cubriendo un amplio rango de energías traslacionales y considerando a los reaccionantes en su estado básico, así como en algunos estados vibracionales excitados de la molécula de HS. Para la realización de los cálculos se empleó el método de las trayectorias cuasi clásicas y una superficie de energía potencial global para el estado electrónico básico del sistema HSO₂ recientemente publicada. Para considerar el problema de la energía del punto cero se utilizó un criterio intermedio para la energía vibracional. Se muestran las secciones eficaces, coeficientes específicos de velocidad y el coeficiente de velocidad de la reacción en estudio promediada con las distribuciones de población de los estados vibracionales del HS.

Abstract. We report a theoretical study of the title four-atom reaction for a wide range of translational energies, considering the reactants in the ground vibrational state and also in some vibrationally excited levels of the HS radical. All calculations have employed the quasiclassical trajectories method (QCT) and a recently reported double many-body expansion potential energy surface for the ground electronic state of HSO₂. Cross section, specific thermal rate coefficients and vibrationally averaged thermal rate coefficient are reported. To account the leak of zero point energies a QCT intermediate vibrational energy (IVEQMT) criteria is used.

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Coexistencia de fases ferroeléctrica y antiferroeléctrica en cerámicas tipo PLZT, A. Peláiz Barranco, O. García Zaldívar, J. de los Santos Guerra, Ana Montalvo Bereau, F. Calderón Piñar, J. A. Eiras.

Sumario. Se presenta el estudio sobre el comportamiento dieléctrico, ferroeléctrico y estructural en el sistema cerámico circonato titanato de plomo modificado con lantano con razón Zr/Ti=90/10 y 2,3,5,6 at% de lantano (PLZT x/90/10 x=2,3,5,6at%) y se discute su carácter ferroeléctrico y antiferroeléctrico, así como la dependencia de sus propiedades con la concentración del dopante. Se observa la coexistencia de dos fases a partir del análisis estructural realizado y el análisis de microscopia electrónica de barrido muestra que el tamaño de grano disminuye con la concentración del dopante. La permitividad dieléctrica con la temperatura presenta una asimetría alrededor de su valor máximo y las constantes de Curie a ambos lados de la temperatura de transición difieren en un orden de magnitud, características típicas del comportamiento antiferroeléctrico. Finalmente, la histéresis muestra un estrechamiento del lazo cuando se incrementa la concentración del dopante, característico del paso de un comportamiento ferroeléctrico a antiferroeléctrico.

Abstract. Study of dielectric, ferroelectric and structural behavior of the lanthanum modified PZT ceramic system is performed. The ferroelectric and antiferroelectric characteristics as well as the dependence of its properties with the lanthanum concentration are discussed. The structural analysis show two phases at room temperature. Asymmetrical curves are obtained in the temperature dependence of the dielectric permittivity around the transition temperature, which is characteristic of an antiferroelectric-paraelectric phase transition. On the other hand, the increment of the lanthanum concentration provides slim P-E loops.

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Modelo para curvas isotérmicas de humedad de equilibrio en semillas de interés agrícola, A. Socorro†, E. Hernández, S. Calderón y H. Penichet

Sumario. Se propone un modelo para representar el proceso de equilibrio hídrico de las semillas en el banco de germoplasma, a temperatura constante. El mismo refiere el comportamiento de los potenciales de agua de la semilla y del aire circundante y una ecuación para la actividad hídrica de la semilla respecto a su contenido de humedad. Se realizaron cálculos provenientes de la simulación del proceso de adsorción de la semilla, por medio de las ecuaciones del modelo y una computadora. Se obtiene una relación matemática entre la humedad de equilibrio de la semilla y la humedad relativa del aire exterior, la cual es comprobada experimentalmente en diez especies.

Abstract. A model to represent the seed water equilibrium process in the genebank to constant temperature is proposed. This model refers to the behaviour of the water potentials in seed and its surrounding air, using an equation for seed water activity with respect to seed water content. Mathematical calculations, from the sorption process simulation of the seed, were carried out through the model equations and a computer. A mathematical relationship, between the equilibrium moisture content of the seed and the relative humidity in the open air, is obtained and verified by experimental methods in ten plant species.

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Mechanical interpretation of existence theorems in a nonlinear Dirichlet problem, Augusto González

Sumario. La existencia de soluciones radiales a un problema de Dirichlet no lineal en una región esférica es traducida al lenguaje de la Mecánica, es decir se expresa como requerimientos sobre el tiempo en que se mueve una partícula en un potencial externo y sujeta a la acción de una fuerza viscosa. Esta forma de abordar el problema nos brinda un método cualitativo, pero riguroso, de analizar el caso general. Teoremas conocidos son fácilmente reproducidos. Se dan ejemplos de nuevos teoremas, los cuales prueban la utilidad de este método cualitativo.

Abstract. The existence of radial solutions to a nonlinear Dirichlet problem in a ball is translated to the language of Mechanics, i.e. to requirements on the time of motion of a particle in an external potential and under the action of a viscosity force. This approach provides a qualitative, but rigorous, method for the analysis of the general case. Known theorems are easily reproduced and examples of new theorems are given, which prove the usefulness of this qualitative method.

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Ondas cinemáticas regulares por piezas: obtención de las cadenas de Maslov, José R. Talavera Hurtado

Sumario. Se aplica el método de las cadenas de Maslov al estudio de las ondas cinemáticas suaves por piezas. Para cada intervalo temporal estructurado y cada trayectoria singular asociada al mismo, la solución física presenta una pieza suave superior y otra inferior. El método presupone que ellas admiten desarrollos en serie de potencias centrados en tal trayectoria, pudiendo así ser prolongadas hacia la otra parte de la misma. La diferencia (función salto) entre las piezas matemáticamente prolongadas -de la solución física- admite entonces un desarrollo en serie similar. Imponiendo la forma diferencial de la ley de conservación -a ambos lados de tal trayectoria – y la condición de salto de Hugoniot; se obtienen las condiciones de cadena de Maslov, en una forma preliminar no standard. Ellas conforman un conjunto de infinitas ecuaciones diferenciales con infinitas funciones incógnitas: la trayectoria singular y los coeficientes de los desarrollos de las piezas asociadas. Se obtienen relaciones recursivas adicionales que involucran a los coeficientes del desarrollo de la función salto. Estas relaciones nos ayudan a resolver la indeterminación que se presenta en la condición de Hugoniot cuando el orden de ruptura no es nulo. Las condiciones de cadena de Maslov se rescriben entonces en forma equivalente pero standard.

Abstract. The Maslov chains method is applied to the study of smooth by pieces kinematics waves. For any structured time interval and any associated singular path, we have an upper and a lower (physically meaningful) smooth piece of the solution. The method presupposed that they admit power series expansions centered at the singular path; in consequence, both pieces of the physical solution can be -mathematically- continued to the other side of that path. Then, the difference (jump function) between these mathematically extended pieces has a similar expansion. By imposing the differential form of the conservation law -at both sides of the singular path- and the Hugoniot jump condition, the Maslov chain conditions (in a preliminary -non standard- form) are obtained. They are a set of infinitely many differential equations with infinitely many unknowns: the singular path and the coefficients of the expansions of the two associated smooth pieces. Recursive relations involving the coefficients of the expansion of the jump function are also derived. These relations help us to resolve the indetermination who is present in the Hugoniot jump condition when the rupture order is not cero. The Maslov chains are then rewritten in an equivalent but standard form.

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Ondas cinemáticas suaves por piezas: condiciones de Hugoniot, José R. Talavera Hurtado

Sumario. Se considera el problema de la propagación unidimensional de cierto tipo de “material”conservativo. Realizando un balance de material obtenemos la formulación integral de la ley de conservación. Para las regiones donde la densidad y el flujo son suaves se demuestra la equivalencia de la ecuación de continuidad y la ley de conservación integral. Las ondas cinemáticas se caracterizan por ser el flujo una función dada de la densidad; en este caso la ecuación de continuidad toma la forma de una ley de conservación (diferencial). Se analizan en detalle las peculiaridades de las líneas características. Se explica el concepto de solución generalizada clásica. Se proponen algunas definiciones: perfiles regulares a trozos, puntos singulares, orden de la ruptura de un perfil dado en un punto singular del mismo, trayectorias singulares, intervalos temporales estructurados, regiones de suavidad superior e inferior asociadas a una trayectoria singular en un intervalo estructurado, y soluciones suaves por piezas. Usando la formulación integral de la ley de conservación, se presenta una demostración rigurosa de las condiciones de salto de Hugoniot. Para flujos cuadráticos y cúbicos, se dilucida la posibilidad de que aparezcan ondas de choque, partiendo de condiciones iniciales suaves.

Abstract. The problem of one-dimensional propagation of some kind of conservative “material” is considered. By making a material balance, the integral formulation of the conservation law is obtained. For regions where the density and the flux are smooth, the equivalence between the continuity equation and the integral form of the conservation law is proved. Kinematics waves are characterized by the fact that the flux is a known function of the density; in this case the continuity equation takes the form of a (differential) conservation law. The particularities of the characteristics lines are analyzed in details. The classical concept of generalized solution is explained. Some new definitions are proposed: regular by sections profiles, singular points, the rupture order associated to a singular point in a given profile, singular paths, structured time intervals, higher and lower –for a singular path along a structured time interval- regions of smoothness, and smooth by pieces solutions . As a consequence of the integral formulation of the conservation law, a rigorous proof of the Hugoniot jump conditions is provided. For quadratic and cubic fluxes, the formation of shock waves (starting with smooth initial conditions) is elucidated.

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Fabricación y caracterización de guías ópticas planas con perfil gradual de índice de refracción, Y. Berencén y O. Hidalgo

Sumario. Se desarrolla un sistema de fabricación de guías ópticas mediante el proceso de intercambio iónico y se obtienen guías de onda ópticas planas en función de los distintos parámetros de fabricación controlables en el proceso. Adicionalmente, se desarrolla una instalación experimental para la caracterización óptica de las guías, que permite realizar mediciones semi-automatizadas de los diferentes valores de las posiciones angulares de los modos de propagación. Se implementa una interfaz en Delphi 6.0 para el programa IWKB (Inverse Wentzel-Kramers-Brillouin) que permite determinar los perfiles de índice de refracción de las guías fabricadas. Como resultado de los procesamientos realizados se obtienen las cartas tecnológicas del proceso de fabricación, para los diferentes parámetros de las guías.

Abstract. An experimental setup for the fabrication of optical waveguides by means of ion exchange process is developed and the planar optical waveguides by the different controllable parameters in the fabrication process are obtained. Additionally, an experimental setup for the optics characterization of waveguides is developed, that allows accomplish semi-automated measurements of different angular position values of the propagation modes. An interface in Delphi 6.0 for the IWKB ( Inverse Wentzel Kramers Brillouin ) program is developed, that allows the determination of the refractive index profiles of waveguides fabricated. As result of the developed processings, the technological letters of fabrication process for the different parameters of waveguides are obtained.

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Influencia de la adición de Ag en las propiedades termoeléctricas del compuesto Sm_0.05Ca_0.95MnO₃_, M. Mederos, O. Arésy A. Pentón

Sumario. El efecto de la adición de polvo metálico de plata (10 % en peso) en la propiedades termoeléctricas (TE) de pastillas cerámicas de Sm_0.05Ca_0.95MnO₃son estudiadas en el presente trabajo. Los patrones de rayos X, muestran que la plata no se introduce dentro de la red de la perovskita, sin embargo, su presencia parece cambiar la estequiometria de oxígeno. Como resultado de esta variación, la concentración de iones Mn³⁺ varia provocando una disminución tanto en la resistividad ρ como en la pendiente de la dependencia del coeficiente Seebeck (o termofem) S con la temperatura. La plata además incrementa el Factor de Potencia S²/ρ .

Abstract. The effect of silver metallic powder (10 % in weight) in the thermoelectric (TE) properties of Sm_0.05Ca_0.95MnO₃ pellets are studied. XDR patterns show that the silver does not enter in the perovskyte lattice, but seems to change the oxygen stoichiometry. Then the concentration of Mn³⁺ changes, producing a reduction of resistivity and the slope of temperature dependence of Seebeck coefficient (or termpower). The silver addition increases the Power Factor S²/ρ.

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Optica precolombina del Perú, J.J. Lunazzi

Sumario. Es común encontrar espejos arqueológicos en América y también que en los artículos de los arqueólogos se refieran a la calidad de estas imágenes. Pero registros fotográficos certificando esta calidad son raros, casi inexistentes. Por lo que conocemos, existen solamente dos trabajos fotográficos de esta naturaleza para espejos Olmecas, y sólo uno para el caso de las culturas preincaicas. Más imágenes serían necesarias para destacar y, consecuentemente concientizar, la importancia que tienen estos sofisticados elementos formadores de imágenes en la evaluación del nivel cultural de las civilizaciones precolombinas. Mostramos en este artículo imágenes registradas por medio de espejos y de la acción de lente del elemento de un collar. Los trabajos fueron realizados en tres museos de Lima: Museo Nacional de Arqueología, Antropología e Historia del Perú; Museo Larco y Museo del Oro y Armas del Mundo de Lima.

Abstract. Archaeological American mirrors are common findings and the images obtained with them are often described by archaeologists as possessing high quality. However, photographs attesting this fact are rare, if any. To the best of my knowledge, only two papers show that quality concerning the Olmeca culture, and only one of them mentions the pre-Inca cultures case. Certainly more images are needed to increase awareness of the importance of the existence of sophisticated imaging elements, particularly when evaluating the cultural degree of the pre-Columbian civilizations. In this paper we show images made in three museums in Lima, Peru, by means of mirrors and the lens action on a necklace element.

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Avances en la terapia protónica, A. González Arias

Sumario. Los primeros tratamientos médicos utilizando irradiación de protones datan de hace más de 50 años. Sin embargo, el desarrollo de métodos más precisos para obtener imágenes y aplicar la terapia, unido a un conjunto de resultados positivos reportados recientemente y a una mejor perspectiva económica, ha causado en los últimos años una “explosión” de nuevos centros de aplicación. Técnicas novedosas como la radiografía de protones y el barrido de haz estrecho, que utiliza un haz concentrado conjuntamente con el control selectivo de la intensidad de la radiación, permitirán aplicar la dosis sólo allí donde sea necesario y con la intensidad requerida para evitar al máximo los efectos secundarios.

Abstract. The earliest medical treatments using proton radiation began more than 50 years ago. However, the development of more precise methods of imaging and for applying the treatments, together with positive results reported recently, and better economic perspectives, have given rise to an “explosion” of new centers offering this therapy. New techniques such as proton radiography and pencil-beam scanning, which use a narrow bean in conjunction with the careful control of the radiation intensity, will allow applying the radiation only in the crucial places and with the required power to avoid most of secondary effects.

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