Con la tesis titulada “Self-Organization: Striped Patterns in Anisotropic Systems”, Belén Hidalgo, obtuvo su postgrado en medio de aplausos, programa que realizó bajo la guía del doctor Marcel Clerc. Hidalgo exploró cómo la anisotropía en sistemas físicos puede inducir la formación de patrones que no se presentan en condiciones isotrópicas.
Su investigación no sólo analizó estos fenómenos desde un enfoque teórico, sino también a partir de observaciones reales, como las formaciones de patrones en vegetación detectadas mediante imágenes satelitales. “Mientras haya anisotropía, estos fenómenos pueden verse en sistemas vivos como ecosistemas, pero también en cristales líquidos u óptica”, explica Belén. Además “podemos observar biestabilidad en la naturaleza y también ver qué inclusión de heterogeneidades o ruidos en el sistema induce hermosos fenómenos que todavía estamos explorando. Y ese nuevo fenómeno es un frente oscilatorio que se sostiene por ruido”, agrega.
Belén comenta que con el profesor Marcel aprendió “que la creatividad y la disciplina van de la mano en la investigación científica. Él me ayudó a ver la física desde una perspectiva más amplia, donde un mismo fenómeno puede repetirse en sistemas completamente distintos”.
Por su parte, el académico destacó el impacto de su alumna: “Belén demostró que los sistemas ecológicos pueden exhibir biestabilidad en su autoorganización, lo que tiene implicancias profundas para entender cómo se distribuyen los recursos limitados en la naturaleza”, agregando que “la experiencia de trabajar con Belén fue muy grata, es una persona muy creativa y trabajadora espero que le vaya muy bien en su futuro. Fue un placer trabajar con una investigadora tan creativa y comprometida”, explica el académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas.
Así se podría almacenar energía en el mundo cuántico
Por su parte, Zamir Beleño presentó la tesis “Laser-Powered Sequential Thermal Charging of a Qutrit Battery”, dirigida por el profesor Felipe Barra, donde propuso un modelo de carga energética para un sistema cuántico utilizando cavidades térmicas en serie como medio ambiente y un láser para inyectar la energía.
“Descubrimos que si la influencia del láser supera a la de la cavidad, la batería se carga más rápido y con menos pasos. Además, el proceso es robusto frente a la autodescarga, lo que lo hace ideal para desarrollar dispositivos cuánticos estables cuando son cargados y reutilizables cuando son descargados”, señala Zamir. El modelo propuesto es físicamente realizable y se basa en recursos accesibles, como estados térmicos naturales, lo que lo convierte en una propuesta energéticamente eficiente y aplicable en tecnologías ópticas actuales. “Todo esto apunta a que las baterías cuánticas, lejos de ser una idea futurista, podrían estar más cerca de lo que pensamos”, complementa.
Para Zamir, la experiencia de investigación fue tan enriquecedora como desafiante. “Desde el inicio hubo buena disposición de ambas partes. Él (Felipe Barra) siempre estuvo abierto a escuchar ideas, lo que me dio confianza y motivación. A la distancia, mantuvimos espacios de independencia y reflexión, lo que me ayudó a crecer intelectualmente. Esta combinación de trabajo colaborativo e independiente fue clave para mi desarrollo”, comenta.
Por su parte el doctor Barra subrayó el valor del trabajo realizado: “Propusimos un mecanismo de carga para baterías cuánticas completamente evaluable en términos termodinámicos. Para esto, Zamir enfrentó con éxito el trabajo de formular el problema desde cero, lo cual fue un desafío, pero logró seguir adelante”.
La investigación incluyó la colaboración del profesor Marcelo Santos, del Instituto de Física de la Universidade Federal do Rio de Janeiro, además de permitir una publicación en la revista New Journal of Physics. (https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/ad6348)
El futuro
Zamir continuará trabajando en este campo. “Quiero seguir investigando cómo se intercambia energía en sistemas cuánticos abiertos, y buscar nuevas formas de hacer esos procesos más rápidos y eficientes. Últimamente me interesan los métodos que usan campos externos para acelerar la transferencia de energía sin errores o pérdidas, algo que también se está aplicando en otros campos como la materia condensada. Esto está muy conectado con lo que ya venimos explorando: cómo reducir los costos energéticos y mejorar la eficiencia en estos sistemas”, concluye.
Mientras que Belén se prepara ahora para realizar una pasantía en el Instituto Max Planck de Dinámica y Autoorganización en Göttingen, Alemania, donde continuará investigando fenómenos no lineales, esta vez aplicados a la neurociencia. “Espero continuar con un doctorado en esta área”, finaliza.
