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

El recomendado de Ricardo Depine

En 1959, Richard Feynman dio una charla muy inspiradora e influyente titulada “There's Plenty of Room at the Bottom”, que traducido libremente es lo que dice el chofer cuando el colectivo se llena: “al fondo hay mucho lugar”. En esta charla, Feynman hizo preguntas como ¿Qué podríamos hacer con estructuras multicapas si sabemos elegir las capas correctas? ¿Qué tipo de láminas ópticas podríamos construir si supiéramos organizar los átomos de la manera más conveniente? Inspirado por estas preguntas, el nuevo campo interdisciplinario de las metasuperficies se ocupa de jugar en el fondo investigando una nueva generación de dispositivos multicapa que se construyen combinando materiales puramente 2D, como el grafeno, con láminas planas muy delgadas, estructuradas de manera inhomogénea a lo largo del plano y en la escala sub-longitud de onda (las inhomogeneidades juegan el papel de meta-átomos).

Las metasuperficies pueden fabricarse mediante técnicas de nanofabricación estándar, como la litografía por haz de electrones. Se han propuesto aplicaciones en telecomunicaciones, nanofotónica, plasmónica, óptica cuántica o biofísica y el desafío consiste en diseñar la estructura inhomogénea y el apilamiento correcto para poder modificar localmente, y de manera adecuada para cada aplicación, la polarización, la fase y la amplitud de la radiación incidente.

Se han construido metasuperficies que exhiben un control muy preciso de los campos, con una flexibilidad y un rendimiento imposible de lograr con superficies de materiales convencionales. Las diferencias con una superficie natural quedan muy en evidencia en el paper que recomiendo. Como es sabido de los cursos de óptica (y es ampliamente usado en filtros fotográficos antirreflectantes, o en anteojos de sol polarizados), las curvas del coeficiente de reflexión en función del ángulo de incidencia solo exhiben un cero cuando la polarización incidente es TM (el ángulo de Brewster), no cuando la polarización incidente es TE. En cambio, en la metasupeficie diseñada y fabricada por los autores del trabajo que comparto, el efecto Brewster ocurre no solamente para incidencia TE, ya toda una diferencia con medios convencionales, sino que también ocurre en un amplio rango de ángulos de incidencia (de ahí el título del trabajo, efecto Brewster para todo ángulo).

Una curiosidad: en los libros circulan dos definiciones de ángulo de Brewster. En la definición usada en el trabajo comentado, se trata de un ángulo donde se anula la reflexión de una onda plana linealmente polarizada. En la otra definición, que fue la definición usada inicialmente por Brewster, se trata de un ángulo polarizador, en el que una onda plana no polarizada se refleja como una onda plana polarizada linealmente. Ambas definiciones son equivalentes para superficies isótropas naturales, pero dejan de serlo si en la reflexión la superficie mezcla los dos modos de polarización TE y TM, como puede ocurrir en las metasuperficies estructuradas. Es decir, que ¡Brewster hoy no reconocería la definición de su ángulo!

Paper recomendado: “All-angle Brewster effect observed on a terahertz metasurface”, Appl. Phys. Lett. 114, 191902 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5097742

*Ricardo Depine es Profesor Plenario del Departamento de Física e Investigador Principal del Conicet.

Efectos de agenda en los medios de comunicación

• Novedades del DF

Un estudio cuantitativo realizado por investigadores Pablo Balenzuela y Claudio Dorso junto a Sebastián Pinto y Federico Albanese compara similitudes y distancias entre la agenda de cinco diarios nacionales con las búsquedas que realizaron los usuarios de Google y Twitter sobre los mismos temas en igual período de tiempo. El objetivo del trabajo es conocer el ecosistema del flujo de información en sistemas sociales complejos y el interés de los públicos según las búsquedas que realizan.

Los estudios de "Agenda Setting" nacieron en los años setenta y hoy se consideran clásicos en el estudio de comunicación de masas. Las ciencias sociales se han preguntado por la influencia que tienen los medios masivos en la formación de opinión pública, los consumos y las elecciones políticas desde entonces. Hoy, la generación de datos a toda escala permite ensayar otros interrogantes y tender puentes metodológicos entre disciplinas en búsqueda de nuevos tiposdeanálisis.

En este sentido, los investigadores han retomado conceptos tradicionales de las teorías de la comunicación para definir variables de análisis y poder generar mediciones. Así, por un lado, definen la agenda de medios en base a la distribución de palabras y sus correlaciones en cierto corpus de noticias y, por otro lado, a la agenda pública como el análisis de las búsquedas que los usuarios realizaron en internet sobre los mismos temas. La medición de la diversidad de agenda se realizó en función del tiempo usando la entropía de Shannon; y las diferencias entre las agendas en términos de la distancia de Jensen-Shannon.

Diversidad de agenda

El corpus de análisis elegido por el grupo se compone de noticias publicadas entre el 31 de julio y el 5 de noviembre de 2017. Los artículos provienen de la sección política del portal de noticias Infobae y de las ediciones en línea de Clarín, La Nación y Página/12. El conjunto analizado está compuesto por 11815 artículos en total: 2908 de Clarín, 3565 de La Nación, 3324 de Página/12 y 2018 de Infobae.

“Primero identificamos el espacio de tópicos, es decir, definimos los ejes temáticos principales de los que hablan las noticias y lo hacemos utilizando una técnica de clustering -de agrupamiento-. En el espacio temporal de tres meses quisimos conocer cuáles eran los diez temas más relevantes, y ese dato emergió de las mismas noticias que forman el corpus a través del procesamiento del lenguaje natural”, explica Pablo Balenzuela, investigador del Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA).

Los físicos representaron cada noticia como un gran vector en el espacio de palabras. La dimensión de los vectores viene dada por la cantidad total de palabras que posee el conjunto de noticias luego de ser depurada de términos no representativos del sentido como preposiciones y conjunciones; y cada componente da una idea de la importancia de dicha palabra en el texto. Luego utilizaron la técnica de Non-negative matrix factorization (NMF), para detectar aquellos artículos periodísticos que resultan más similares entre sí y que se encuentran agrupados en ese espacio a lo largo de una determinada dirección. La orientación en el espacio de palabras viene dada por una combinación de keywords que arrojó el procesado computacional y se puede representar mediante nubes de palabras que permiten visualizar el eje temático.

La “jerarquía” de un eje temático fue determinada por la cantidad de palabras que posee la noticia, es decir que la extensión es índice de relevancia entre notas. A través de un gráfico los investigadores muestran el peso dado a cada tema. Conjuntos de noticias que se parecen más entre sí y, a la vez, guardan distancia entre ellos.

“Si una palabra es un eje y cada documento está representado por un espacio que tiene 440 mil ejes, entonces cada punto en ese espacio de términos es una nota, y la proyección de esa nota sobre cada eje da una idea de cuántas veces fue usada determinada palabra. La técnica de matrices que usamos nos permite identificar cómo se agrupan los documentos a lo largo de los ejes temáticos. Luego, la proyección de cada nota sobre cada eje temático nos permite saber qué grado de pertenencia tiene la nota con el tópico”.

Ante una agenda repleta de información que se actualiza continuamente, como sucede con los discursos periodísticos, los investigadores se preguntaron cuál sería el número óptimo de tópicos para obtener una buena representación: “no hay una muestra recomendable de antemano, más bien preferimos definir el grado de resolución con que queremos observar cada tema. Aunque la elección puede ser arbitraria en el sentido de que cada tópico podría ser desgranado en varios otros; y también, pueden reunirse varias nubes en un macrotema”. En el trabajo, los autores realizaron esta operación con el gran conjunto “elecciones” y “persona desaparecida”, en relación a la desaparición y búsqueda de Santiago Maldonado.

“No conocemos la dinámica de la agenda en un diario sino su emergente. Es decir, vemos cómo es la evolución temporal de un tema en el medio seleccionado pero no sabemos por qué está definida de esa manera, si en la cobertura, por ejemplo, hay sesgo ideológico respecto a los temas, o cualquier otra causa. Observamos la dinámica, no la explicamos”, enfatiza Sebastián Pinto, estudiante de doctorado y coautor del paper.

Qué se escribe, qué interesa leer

Pinto cuenta que una vez identificados los diez tópicos y las palabras que los definen realizaron la búsqueda de los cinco primeros términos en Google Trends y, complementariamente, cuántas veces habían sido consultados por los usuarios en comparación con otros cinco términos asociados a otro tema. “De esa manera obtuvimos el peso relativo de los temas en las búsquedas cada tres días, con una muestra de aproximadamente dos mil tweets se realizaron indagaciones comparativas de palabras, básicamente, queríamos conocer cuánto se había hablado del tema en la red social”.

Por la forma en que los investigadores han construído el análisis, la Agenda Pública es definida por los temas que se encuentran en la Agenda de Medios y, por lo tanto, no sería posible encontrar temas de interés público que no se hayan publicado en los medios de comunicación en el período analizado utilizando la misma metodología. Sin embargo, “la misma limitación intrínseca proporcionada por esta metodología nos permite definir ambas agendas en el mismo espacio temático y, por lo tanto, realizar las medidas de comparación adecuadas”.

“La divergencia que usamos para medir es una medida de distancia entre las agendas. Si las agendas son parecidas la distancia es cero, por el contrario cuando las agendas son muy diversas la distancia se agranda. Si se compara la distancia dia a dia, en un momento la agenda pública y la agenda mediática se separan. Esta distancia se mide globalmente a la selección de temas. La distancia será cero cuando el público y los medios le den la misma importancia a un mismo grupo de temas”, dice Balenzuela.

El llamado efecto de realimentación, es decir la influencia de la dinámica de las redes sociales - la cantidad de clicks o el tiempo de lectura sobre la definición de la agenda-  requiere de otro tipo de análisis que los investigadores planean estudiar más adelante sumando a los datos obtenidos modelos matemáticos.

“Quantifying time-dependent Media Agenda and public opinion by topic modeling” Sebastián Pinto, Federico Albanese, Claudio O. Dorso, Pablo Balenzuela