Pantallazos de StatPhys, un gigante de la física estadística

• Novedades del DF

Más de setecientos investigadores de todas partes llegaron a Buenos Aires la semana pasada para asistir a la conferencia en física estadística más importante del mundo. La StatPhys es un evento que ocurre cada tres años por las dimensiones que alcanza y la logística que implica su organización. En esta oportunidad, profesores del Departamento de Física de Exactas-UBA fueron quienes llevaron adelante este inmenso emprendimiento.

Entre la gran oferta de actividades simultáneas, el encuentro tuvo a los más prestigiosos científicos del área como disertantes, pero también como asistentes. Uno podía cruzarse con Michael Kosterlitz, Nobel en 2016 por su trabajo sobre formas inusuales de la materia, en un aula, durante una tarde, compartiendo con los estudiantes charlas sobre experiencias y desafíos profesionales. O en el café, a físicos argentinos que hicieron su carrera en la UBA, trabajan en el exterior y se reencontraron con sus compañeros de la juventud en una mesa, al sol, al lado del río mientras esperaban la próxima charla.

“Organizar una conferencia de esta envergadura a la que vienen los investigadores más prestigiosos del área constituye una vidriera donde el Departamento de Física puede mostrar su calidad. Ayuda a la interacción entre nuestros investigadores y estudiantes con investigadores de los países más diversos. Es de gran impacto también para todas las instituciones de la región: de Argentina hubo más de doscientos participantes y de Brasil más de setenta, mientras que en la anterior StatPhys, que tuvo lugar en Lyon, Francia, el número de participantes de Brasil y Argentina fue de 35 personas en total”, explica Silvina Ponce Dawson, profesora de Exactas y vicepresidenta con funciones de “Gender Champion” de la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP).

La mecánica estadística permea casi todas las ramas de la física contemporánea. Por esta razón, la StatPhys es un congreso muy grande, que cubre una diversidad enorme de temas como sistemas fuera del equilibrio, materia condensada y fluidos cuánticos, sistemas desordenados y vidrios de spin, biofísica, materia blanda, física no-lineal, turbulencia y sistemas complejos. Aún temas muy recientes, como big data, redes neuronales y aprendizaje profundo están dentro de los temas cubiertos por la conferencia.

En este sentido el profesor del DF, Pablo Mininni, miembro del comité organizador local rememora que en los últimos cincuenta años “muchos premios Nobel se entregaron en temas relacionados con esta rama de la física, especialmente en el estudio de transiciones de fase, como Kenneth Wilson en 1982 o el más reciente de 2016 a Thouless, Haldane y Kosterlitz por el descubrimiento de las transiciones de fase topológicas”.

Otro momento de relevancia fue la entrega de la Medalla Boltzmann a Herbert Spohn, por sus trabajos en mecánica estadística fuera del equilibrio. “Spohn ha trabajado en teoría cinética -la teoría física de los gases diluidos-, sistemas estocásticos, el límite hidrodinámico, ese que explica cómo emerge el comportamiento macroscópico de gases, y muchas de sus propiedades de transporte; y sistemas desordenados, entre otros temas”, describe Mininni. Spohn brindará un Seminario de probabilidad en el Departamento de matemática de la facultad este jueves 17 las 12 hs.

Un numeroso grupo de nuestra comunidad participó de la StatPhys: los investigadores Silvina Ponce Dawson, Pablo Mininni, Gustavo Lozano, Ana María Llois y Pablo Balenzuela fueron los organizadores locales. El profesor Juan Pablo Paz fue conferencista plenario; Gabriel Mindlin brindó una charla abierta para todo público sobre sus estudios recientes en el Centro Cultural de la Ciencia; los profesores Victoria Bekeris, Ana Amador y Ariel Chernomoretz dieron charlas. Otros docentes, estudiantes e investigadores participaron de las sesiones de pósters y en las actividades sociales del evento. Por último, el grupo de Divulgadores del DF colaboró en la logística durante toda la conferencia.

Alrededor de la conferencia tuvieron lugar numerosas reuniones satélites en Bariloche, La Plata, Santiago de Chile, Natal y San Pablo. “Esto demuestra el enorme impacto que tiene este evento; el hecho de que haya salido tan bien y haber recibido tantos elogios nos llena de orgullo. Suponemos que los investigadores del área van a pensar en Buenos Aires y en Argentina en otros términos de ahora en más”, concluye Ponce Dawson.

Nuevos investigadores

• Novedades del DF

Gustavo Grinblat (32) y David Blanco (32) se conocen desde hace más de diez años, sus carreras académicas se cruzaron en Bariloche durante la licenciatura y ahora el Departamento de Física festeja su confluencia: son los nuevos  Investigadores científicos de la institución.

De origen tucumano, Gustavo Grinblat volvió a Argentina por una beca de repatriación luego de trabajar varios años en Europa junto a Stefan Maier; en abril supo que había sido uno de los primeros en la lista para entrar a Conicet: “Este es un paso de independencia, ahora tengo la posibilidad de formar recursos humanos y de armar un grupo donde desarrollar algunas de mis ideas y las de mis colaboradores. Además, durante mi postdoctorado en Londres tuve la oportunidad de desarrollar líneas de trabajo propias, eso me permitió vislumbrar lo que hace un investigador”. 

“Este es, sin dudas, un momento extremadamente feliz, de alguna forma le pone un broche de oro a todos los años de estudio y esfuerzo”, cuenta entusiasmado David Blanco. “En cierto sentido se siente como la culminación de la etapa estudiantil, si bien el trabajo que estuve haciendo en los últimos seis o siete años durante el doctorado y el postdoc es esencialmente el de un investigador. En un plano menos simbólico, entrar a carrera representa la oportunidad de dedicarme a la ciencia gozando de cierta estabilidad laboral”. 

Blanco trabaja en un área interdisciplinaria donde confluyen la teoría de la información, la teoría de campos y la gravitación. Forma parte del grupo de Física Teórica de Altas Energías bajo la dirección de Mauricio Leston y Gaston Giribet. “Básicamente, utilizo herramientas y cantidades de la teoría de la información para estudiar problemas fundamentales de la teoría de campos. Una de estas cantidades se llama entropía relativa, mide la distinguibilidad entre dos estados cuánticos y cumple algunas propiedades que en los últimos años han podido relacionarse con importantes resultados en teoría de campos ”, explica el investigador.

Por su parte, Grinblat trabaja en el Laboratorio de Electrónica Cuántica: “Estudio nanoantenas ópticas y materiales bidimensionales. Las nanoantenas ópticas son pequeños dispositivos que reciben energía electromagnética de la luz y la concentran en un punto del espacio. Se comportan como antenas porque localizan la energía recibida desde una fuente externa, y al tener un tamaño del orden de solo cien nanómetros permiten, por ejemplo, obtener la “huella digital” de una molécula ubicada en las cercanías  Por otro lado, los materiales bidimensionales son aquellos que tienen una única capa atómica de espesor. Lo que ocurre en estas circunstancias es fascinante, ciertos materiales se convierten en excelentes conductores de electricidad o emisores de luz sólo cuando su espesor se reduce al mínimo posible. Yo estudio estos dos tipos de sistemas e intento, también, combinarlos”, dice.

Sus proyectos

“Una de las cosas que hice durante mi doctorado fue demostrar que una de las propiedades de la entropía relativa - la llamada monotonicidad- sirve para derivar una serie de desigualdades cuánticas de energía, es decir, relaciones que acotan la densidad de energía negativa que puede haber en una determinada región del espacio. Esas desigualdades de energía son importantes, por ejemplo, en la formación de agujeros de gusano transversales, donde es necesario que en su cuello haya una cantidad suficiente de energía negativa. Esta es sólo una de las muchas aplicaciones de la teoría de la información en el estudio de problemas de física fundamental. Que este programa de aplicaciones haya sido tan fructífero sugiere que quizás hay algún principio de la naturaleza no descubierto aún en el cual la estructura del entrelazamiento juega un rol fundamental”, detalla Blanco. 

Según el investigador, estas ideas han despertado gran interés en la comunidad donde es manifiesta la gran cantidad de trabajos que se publican a diario sobre el tema. Se ha formado, incluso, una colaboración internacional liderada por reconocidos científicos, entre ellos los argentinos Juan Maldacena y Horacio Casini. It From Qubit tiene por objetivo acercar a las comunidades de la teoría de la información y la teoría de campos con el fin de lograr avances en ambos campos e intentar encontrar respuestas para algunos de los problemas más profundos de la física.

En el laboratorio, Grinblat especifica que su trabajo se concentra, concretamente, en nanoantenas de materiales semiconductores como el silicio, el germanio o el fosfuro de galio, que si bien tienen menor capacidad de  confinamiento de luz que nanoantenas de materiales metálicos, tienen la ventaja de presentar menor disipación por calor. “Hacemos análisis de las moléculas en el entorno de las antenas para conocer sus propiedades, y también estudiamos procesos no lineales de conversión y mezcla de colores de luz. La luz es una onda electromagnética cuya frecuencia determina su color.  Las antenas nos permiten multiplicar la frecuencia de la luz,produciendo “armónicos” de su color original.. Si iluminamos a las antenas con varios colores a la vez, sus frecuencias pueden sumarse o restarse entre sí de distintas maneras, generando una variedad de colores nuevos. Este tipo de fenómenos no lineales puede producirse también con materiales semiconductores bidimensionales, que es un área que comencé a explorar más recientemente. En definitiva, buscamos desarrollar sistemas ultra-compactos que nos permitan manipular la luz de forma eficiente.

Otra línea en la que trabaja el físico es la modulación ultrarrápida de señales ópticas, que les permite controlar la luz en el tiempo,  y que tiene como objetivo el desarrollo de circuitos fotónicos que transmitan la información a velocidades mayores a la de la electrónica convencional. “Uno de los pasos para lograrlo es utilizar estas antenas y materiales bidimensionales semiconductores, que por sus características no lineales dan la posibilidad de cambiar su grado de transparencia solo por un período muy corto de tiempo - del orden del femtosegundo, 10-15 segundos-; al hacerlo constantemente puede modularse la transmisión de la luz a velocidades muy superiores a las de modulación de señales electrónicas”. 

No solo la física los une, se hicieron amigos jugando en el universo de Mario Party,  un videojuego donde aparecen los míticos personajes del videojuego Mario Bros; comparten el gusto por la comida mexicana y ambos recuerdan un desafío pendiente durante la carrera: después de un mes de trabajo no pudieron ver el efecto buscado en el experimento SMOKE (Surface Magnetic Optic Kerr Effect). “Gustavo es un excelente físico experimental, así que probablemente el experimento no salió por la 'maldición del teórico' que debió recaer sobre mí”, bromea David.

El teórico reconoce que se siente un afortunado en medio de la crisis del sistema científico. “Hay mucha gente capacitada que no ha podido ingresar por el recorte del presupuesto del Conicet y los salarios pierden cada vez más jerarquía. En la situación actual, lo extraño sería no pensar en la posibilidad de irse del país. Afortunadamente, yo tuve mucho apoyo dentro del grupo de trabajo y en general en el ámbito de la facultad”.

Para Gustavo volver al país sucedería tarde o temprano: “me siento muy cómodo en Argentina, desde el ambiente de trabajo hasta la cercanía con mi familia, me siento bien en mi país y eso pesó más en la decisión de volver que el balance de las oportunidades. Tengo ambiciones de poder hacer muchas cosas acá”.

Escuela J.J. Giambiagi 2019

16 de julio de 2019

Como cada año, se está desarrollando en el Pabellón 1 de la Facultad la Escuela de Invierno J.J. Giambiagi. Esta vez, dedicada a la ciencia y tecnología cuánticas.

Con foco en la ciencia y tecnología cuántica, esta semana se inició con una nueva edición de la Escuela de Invierno J.J. Giambiagi, organizada por el Departamento de Física de la Facultad, que se desarrolla entre el 15 y el 24 de julio.

Cada año, la Escuela aborda un tema diferente con el objeto de ofrecer una perspectiva actualizada de los conocimientos centrales de cada tema, a cargo de expertos de impacto internacional y con el fin de promover la interacción y fomentar futuras colaboraciones.

Esta edición constará de ocho cursos introductorios de entre tres y cuatro clases, además de varias charlas y una sesión de pósteres. Los cursos serán dictados por profesores invitados, personalidades científicas del más alto nivel internacional. La reunión está dirigida a estudiantes de doctorado y posdoctorado, así como a estudiantes avanzados del grado de la licenciatura en Física.

Las ciencias y la tecnología cuántica es el eje de esta Giambiagi, centrada en los avances recientes de estas áreas, que han sido unas de las más activas en las últimas dos décadas. Además de cubrir temas avanzados sobre información cuántica y simulaciones cuánticas, la escuela se centrará en una de las tecnologías más prometedoras que permite la manipulación y el control de sistemas cuánticos individuales: la captura, el enfriamiento y el control de los iones.

Como hecho destacado dentro de la programación, el 18 tendrá lugar el Jueves cuántico, con conferencias para todo público a las 14.00 en el Aula Magna del Pabellón 1. Para finalizar la jornada habrá un brindis para celebrar la inauguración del Laboratorio de Iones yÁtomos Fríos (LIAF), de DF-IFIBA.

Los destacados de la Escuela son los siguientes:

Anna Sanpera (Termometría cuántica)
David Wineland (Iones atrapados en frío y procesamiento de información cuántica)
Ferdinand Schmidt-Kaler (Iones atrapados en frío para procesamiento de información cuántica)
Ignacio Cirac (Simulaciones cuánticas y física de muchos cuerpos)
Janet Anders (Termodinámica cuántica)
Laurence Pruvost (Átomos fríos y luz torcida)
Luiz Davidovich (Metrología cuántica)
Michel Brune (De la cavidad QED a las simulaciones cuánticas con átomos de Rydberg)

Más Información: http://giambiagi2019.df.uba.ar/

Se aproxima el Jueves cuántico

11 de julio de 2019

La semana próxima habrá un día dedicado a ciencia y tecnología cuántica con destacadas visitas internacionales, conferencias y la inauguración del primer laboratorio de iónes y átomos fríos de Latinoamérica.

En el marco de la Escuela de invierno J. J. Giambiagi, que organiza el Departamento de Física de la Facultad desde hace veintiún años, el jueves 18 de julio tendrá lugar una celebración especial en torno a la ciencia y la tecnología cuánticas con reconocidos científicos internacionales en la materia que recibirán el Doctorado Honoris Causa de la UBA y la inauguración del primer laboratorio de iones y átomos fríos de Latinoamérica.

Durante el “Jueves Cuántico”, en el Aula Magna del pabellón 1 el Premio Nobel de física de 2012, David Wineland y el doctor Juan Ignacio Cirac, director del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Alemania y Premio Wolf 2013, recibirán la máxima distinción que otorga la Universidad de Buenos Aires. Luego de la premiación, los científicos brindarán conferencias para el público asistente, Wineland hablará sobre relojes cuánticos de un único átomo y Cirac recorrerá la historia del área desde el gato de Schrödinger a las computadoras cuánticas.

Juan Pablo Paz, profesor de Exactas y uno de los organizadores del evento rescata la tradición de temas como la información cuántica, la óptica cuántica y la manipulación coherente de materia fría en escuelas pasadas y en el perfil académico del departamento: “La ciencia y tecnología cuántica en general y la física de iones fríos en particular marcarán la física de las próximas décadas. En ese sentido, para fortalecer nuestras capacidades locales resulta útil la presencia de profesores del máximo nivel internacional que brinden una actualización en temas de avanzada para quienes asistan a la Escuela.”

“Wineland, desde el punto de vista experimental, es un gran referente en el área. Su trabajo en el desarrollo de técnicas que permiten atrapar, enfriar y manipular coherentemente átomos en trampas de iones lo hizo merecedor del Nobel, explica el investigador Augusto Roncaglia, organizador de la Escuela y agrega que Ignacio Cirac ha hecho contribuciones sumamente importantes en el ámbito de óptica cuántica y la computación cuántica, pero en particular, “fue el primero en describir teóricamente el funcionamiento de una computadora cuántica utilizando como plataforma las trampas de iones. Es un lujo tener a científicos de este nivel dictando cursos para estudiantes, y además poder disfrutar el Jueves de sus charlas para un público general”.

Luego de la premiación y las conferencias se inaugurará oficialmente el Laboratorio de Iones y Átomos Fríos (LIAF), del Departamento de Física y el Instituto de Física de Buenos Aires de UBA-Conicet en el Pabellón 1 de Ciudad Universitaria. “Este laboratorio es la única facilidad experimental en Argentina y América Latina, cuenta su director, Christian Schmiegelow y agrega: “desde su fundación a mediados de 2015 hemos trabajado en la construcción y puesta en marcha de un laboratorio de física cuántica experimental con los más altos estándares internacionales. En el laboratorio trabajamos en temas de investigación fundamental y aplicada formando estudiantes trasversales, que investigan física básica, pero también manejan y desarrollan la tecnología que permite esos descubrimientos: estudiantes que pueden desarrollarse tanto en el ámbito científico, académico, como en la industria. Hoy contamos también con equipos nuevos que nos permitirán realizar experimentos en el campo de la metrología cuántica, la termodinámica cuántica, y el estudio de nuevas técnicas espectroscópicas con haces estructurados”.

Jueves cuántico

Conferencias y Honoris Causa.
18 de julio, 14 hs, Aula Magna del Pabellón 1.

David Wineland (EE.UU., Nobel de Física 2012)
Juan Ignacio Cirac (España, Premio Wolf 2013)

Inauguración del Laboratorio de Iones y Átomos Fríos (LIAF)

Pabellón 1.

Departamento de Física - Exactas - UBA