Boletín Electrónico de la Academia Colombiana de Ciencias Vol. 3 … · 2015-06-12 · Boletín...

Vol. 3 No. 172 de junio de 2015

Editores: Enrique Forero César Moreno Vivian Pérez Marcela Macias

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Academia Colombiana de CienciasExactas, Físicas y Naturales

Medio semanal de divulgación de la [email protected]

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Boletín Electrónico de la

80 años como cuerpo consultivo del Gobierno Nacional en elámbito de la Educación y de la Ciencia

Ley 34 de 1933 (18 de noviembre)

PANORAMA DE LA CIENCIAPROGRAMA DE LA ACADEMIA COLOMBIANADE CIENCIAS EXACTAS, FÍSICAS Y NATURALES.UN RADIO 98.5 FMMiércoles 3 de junio de 2015, 9:00 p.m.Invitado: Académico Dr. Enrique Forero.

Temas principales:Conferencia “Colombia en el Año Internacional de laLuz”, agenda académica del 16 al 19 de junio de 2015en Bogotá y Medellín, invitados internacionales yrespaldo interinstitucional. Aspectos de lainternacionalización de la Academia e impacto logradopor la institución en regiones del país a través deestrategias como la Cátedra “Academia Colombiana deCiencias Exactas, Físicas y Naturales”.

Emisiones anteriores del programa están disponibles en:http://www.unradio.unal.edu.co/nc/categoria/cat/panorama-de-la-ciencia.html

Posesión del Dr. Jorge Reynolds comoAcadémico de NúmeroSesión solemne: miércoles 3 de junio de 2015. 5:00p.m. Posesión del Dr. Jorge Reynolds Pombo comoMiembro de Número. Título de la conferencia:“Nanopuente A-V”.

Agenda En esta ediciónPrimera Jornada sobre la vida y la obra deFrancisco José de Caldas Pág. 1Edición especial dedicada a la ConferenciaColombia en el Año Internacional de la Luz 2015Reseña sobre el Dr. Serge Haroche y sus conferencias Págs. 3-4Reseña sobre el Dr. David Wineland y sus conferencias Págs. 5-6Reseña sobre la Dra. Ana María Rey y su conferencia Pág. 7Reseña sobre el Dr. Alain Aspect y sus conferencias Pág. 8Reseña sobre el Dr. William G. Unruh y sus conferencias Pág. 9Reseña sobre la Dra. Suzanne Fery-Forgues ysu conferencia Pág. 10Reseña sobre el Dr. Jean-Pierre Galaup y su conferencia Pág. 11Reseña sobre el Dr. Paulo Sérgio Soares Guimarãesy su conferencia Pág. 12Reseña sobre el Dr. Alejandro Mira-Agudeloy su conferencia Pág. 13Reseña sobre la Dra. Alejandra Valencia y su conferencia Pág. 14Reseña sobre el Dr. Boris A. Rodríguez y su conferencia Pág. 15Reseña sobre el Dr. John Henry Reina y su conferencia Pág. 16

Dr.Enrique Forero

Ediciones anteriores del Boletín Electrónico están disponiblesen http://accefyn.org.co/biblio/boletin.htm

Primera Jornada sobre la vida y la obra deFrancisco José de CaldasEl Grupo de Historia y Filosofía de la Ciencia de la AcademiaColombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, encolaboración con la Casa Museo Francisco José de Caldas,han programado la realización de la Primera Jornada deconmemoración de la vida y la obra de Don Francisco Joséde Caldas (1768-1816), preparatoria del Bicentenario de sumuerte el 28 de octubre de 2016.

Esta jornada tendrá lugar en la sede de la Academia el martes9 de junio de 8:00 a.m. a 1:00 p.m. Conferencistas: AcadémicoDr. Jorge Reynolds; Historiador Iván Felipe Suárez;Académico Dr. Jorge Arias de Greiff; Dr. Mauricio Nieto;Periodista de Ciencia Lisbeth Fog; Académico Dr. Luis CarlosArboleda.

Conferencia Colombia en el Año Internacional de la Luz 2015Inscripción necesaria: http://indico.cern.ch/event/357191/registration/register#/register

Fechas: 16 – 19 de junio de 2015. Lugar: Bogotá y Medellín. El eventotendrá dos días (martes 16 y miércoles 17) en Bogotá y dos en Medellín(jueves 18 y viernes 19).Las conferencias en Bogotá se dictarán el martes en la UniversidadNacional de Colombia y el miércoles en la Universidad de losAndes. En Medellín se dictarán en el Parque Explora y Ruta N.El ingreso a las actividades de la Conferencia Colombia en el AñoInternacional de la Luz 2015 no tendrá costo. Ver páginas 2 a 16.

Dr. SergeHaroche.Premio Nobel 2012.

Dr. DavidWineland.Premio Nobel 2012.

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Boletín electrónico de laAcademia Colombiana de CienciasExactas, Físicas y NaturalesVol. 3 No. 172 de junio de 2015

Instituto Jorge Robledo

Inscripción:http://indico.cern.ch/event/357191/registration/register#/register

Conferencia

“Colombia en el Año Internacional de la Luz-2015”

La Conferencia ha sido registrada en la Agenda oficial del Año Internacional dela Luz

http://www.light2015.org/Home/Event-Programme/2015/Conference/Colombia-in-the-International-Year-of-Light-2015.html

Página web: http://indico.cern.ch/e/iyl2015colombiaconf

Lea la primera Circular (en inglés): http://indico.cern.ch/event/357191/material/paper/0.pdf

Ver video promocional oficial: http://redesoei.ning.com/video/un-unesco-ano-internacional-de-la-luz-2015

Información: [email protected]; [email protected]éfonos: 2683290 y 5550470


Serge Haroche (Collège de France, París,Francia) se graduó en la École Normale Supérieure(ENS), obtuvo su doctorado en la Universidad deParís VI en 1971. Después de una visita post-doctoral a la Universidad de Stanford en ellaboratorio de Arthur Schawlow (1972-1973), fuenombrado profesor de tiempo completo en laUniversidad de París VI en 1975, cargo que ocupóhasta 2001, cuando fue nombrado profesor en elCollège de France (para ocupar la cátedra de físicacuántica y la dirección desde 2012). Suinvestigación ha tenido lugar principalmente enLaboratoire Kastler Brossel en ENS, donde ahoratrabaja con un equipo de compañeros de trabajode alto nivel, postdoctorados y estudiantes deposgrado. Serge Haroche ha recibido numerosospremios y distinciones, entre ellos la Medalla deOro del CNRS (2009) y el Premio Nobel de Física(2012) con David J. Wineland, por “inventarmétodos experimentales innovadores que lespermitieron la medición y la manipulación de sistemas cuánticos individuales”.

Su grupo sobre Electrodinámica Cuántica en Cavidades (QED) de la ENS ha sido,desde principios de la década de 1980, un pionero del campo de la electrodinámicacuántica en cavidades, un dominio de la óptica cuántica que estudia elcomportamiento de los átomos confinados por fronteras metálicas en una regiónlimitada del espacio, con el objetivo de poner a prueba los aspectos fundamentalesde la física cuántica como la superposición de estados, el entrelazamiento, lacomplementariedad y la decoherencia. Algunos de estos experimentos sonrealizaciones reales en el laboratorio de los “experimentos mentales” imaginadospor los padres fundadores de la mecánica cuántica. En 2006, el grupo construyóuna cavidad con un factor-Q-súper-alto capaz de almacenar fotones entre espejosdurante más una décima de segundo. El atrapamiento de cuantos de luz en estacavidad le ha permitido al equipo detectar un mismo campo de manera repetida yno destructiva, proyectarlo en estados con un número de fotones definidos (llamadosestados de Fock) y observar la saltos cuánticos de la luz debidos a la pérdida oganancia de un solo fotón en la cavidad (2007). Esto constituye una nueva forma dever la luz. Mientras que los fotones son usualmente destruidos en la medición,ahora se pueden contar repetidamente en la cavidad como se haría con bolas enuna caja. Este método de detección no destructiva ha llevado a Serge Haroche y suequipo a desarrollar nuevas formas de generar y reconstruir estados no clásicos deradiación atrapados en una cavidad llamados estados gato de Schrödinger de laluz, e investigar en detalle la decoherencia, un fenómeno esencial para explicar latransición entre los comportamientos cuánticos y clásicos (2008). El equipo de laENS ha llevado recientemente estos experimentos aún más lejos mediante lademostración de un procedimiento de retroalimentación cuántica para lograr lapreparación de un estado predeterminado no clásico de un campo atrapado en unacavidad y contrarrestar los efectos de decoherencia en estos estados (2011). 3E


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Conferencia plenaria (Bogotá y Medellín)Experimentos sobre QED en cavidades: control de losfotones en una caja y formación de gatos de Schrödingerde luzSerge Haroche

Los fundadores de la física cuántica con frecuencia analizaron “experimentosmentales” con el fin de discutir los conceptos de superposición,complementariedad y entrelazamiento que gobiernan el mundo a escalamicroscópica. A su juicio, este tipo de experimentos con electronesindividuales, átomos o fotones no tenían alcance práctico, y se sorprenderíanal ver que hoy en día estos experimentos mentales se realizan en laboratoriosde todo el mundo. En nuestros estudios acerca de la electrodinámica cuánticaen cavidades (CQED), atrapando fotones de microondas en una cavidadsuperconductora y dejando que ellos interactúen con átomos de Rydbergportadores de dipolos eléctricos grandes que cruzan la cavidad de uno enuno. “Esto nos permite contar fotones sin destruirlos, y estabilizar los estadosde número de fotones en la cavidad usando retroalimentación cuántica.También preparamos y reconstruimos estados fotónicos en superposiciónsuspendidos entre diferentes realidades clásicas, generando una versión delaboratorio del famoso gato que Schrödinger había imaginado que podía estarmuerto y vivo al mismo tiempo. Con estos experimentos, ilustramos conceptosfundamentales de la física cuántica e investigamos experimentalmente elproceso de decoherencia que explica la transición entre los mundos cuánticoy clásico”, reseña el Dr. Haroche. La física de CQED se ha extendidorecientemente a átomos artificiales hechos de junturas Josephsonsuperconductoras, dando lugar a un nuevo dominio de la física mesoscópicallamado “QED de circuitos”, abriendo el camino a aplicaciones prometedorasen la ciencia de la información cuántica.

Conferencia pública Ciencia en Bicicleta (Medellín)Celebrando el Año Internacional de la Luz: ¿cómo la RMNy el láser cambiaron nuestras vidas?Serge Haroche

El año 2015 es una buena oportunidad para reflexionar sobre cómo lasobservaciones acerca de la luz han revolucionado nuestras teorías de la físicay han dado lugar a aplicaciones que han cambiado nuestra vida diaria. “Voya empezar por una perspectiva histórica. Entonces voy a tomar ejemplos deinvestigaciones realizadas con microondas invisibles y luz visible, y a ilustrarmi charla con la descripción de los avances de la resonancia magnética nucleary la física del láser durante los últimos cincuenta años. Esto me va a llevar auna reflexión general sobre las conexiones entre la investigación acerca delazul del cielo y la innovación”, afirma sobre la conferencia el Dr. Haroche.


David Wineland (National Institute of Standards and Technology (NIST), Boulder, Colorado) recibió unalicenciatura de la Universidad de California en Berkeley en 1965 y un doctorado de la Universidad deHarvard en 1970. Ha sido miembro de la División Tiempo y Frecuencia del NIST (Instituto Nacional deEstándares y Tecnología) en Boulder, Colorado desde 1975, donde es líder de grupo y NIST Fellow. Apartir de la escuela de posgrado, un objetivo a largo plazo de su trabajo ha sido aumentar la precisiónde la espectroscopia atómica, la medición de las frecuencias de vibraciones características de losátomos.

Esto condujo a algunos experimentos que incorporan un control preciso de los niveles de energía atómicay de su movimiento. Estas capacidades permiten mediciones cuya precisión sólo está limitada por lasrestricciones de la mecánica cuántica y ofrecen demostraciones de las componentes básicas de uncomputador cuántico. David Wineland ha recibido muchos premios y reconocimientos, incluyendo elPremio Nobel de Física (2012) junto con Serge Haroche, por “inventar métodos experimentales innovadoresque les permitieron la medición y la manipulación de sistemas cuánticos individuales”.

El Grupo de Almacenamiento de Iones, el cual dirige el Dr. Wineland, es parte de la División de Tiempoy Frecuencia del NIST. Una actividad principal de la investigación del grupo es desarrollar patrones defrecuencia de alta precisión y relojes atómicos. Un avance importante hacia este objetivo fue la demostracióndel enfriamiento por láser por el grupo. El enfriamiento de átomos a temperaturas de alrededor de unmili-Kelvin o menos, es importante para suprimir la incertidumbre debido a la dilatación del tiemporelativista de Einstein. Actualmente, los relojes más precisos se basan en oscilaciones a frecuencias ópticasen los átomos e iones. Extensiones del enfriamiento por láser condujeron a experimentos en los que elgrupo demostró las primera puertas lógicas deterministas en un sistema escalable de bits cuánticos deiones, en el que las puertas lógicas deben actuar en estados de superposición cuántica de bits. Elenfriamiento láser también permitió la investigación de estados exóticos de la materia, tales como plasmascristalinos y líquidos.

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Conferencia plenaria (Bogotá y Medellín)Relojes ópticos con un átomo individualDavid Wineland

Con la disponibilidad de láseres espectralmente puros y lacapacidad de medir con precisión las frecuencias ópticas,parece que la era de los relojes atómicos ópticos ha comenzado.En un proyecto de reloj en el NIST hemos utilizado un únicoión de Al+ atrapado para hacer un reloj basado en una transiciónultravioleta. Con iones individuales las incertidumbres en losefectos sistemáticos son las más pequeñas, alcanzando un errorfraccional de f/f0 = 8,0 x 10-18. En este nivel, muchos efectosinteresantes, como los debidos a la relatividad especial ygeneral, deben ser calibrados y corregidos.

Conferencia pública Ciencia en Bicicleta (Medellín)Computadores cuánticos y el gato deSchrödingerDavid Wineland

A medida que el tamaño de las puertas lógicas y los elementosde memoria de los computadores se aproxima a la escalaatómica, nos vemos obligados a hacer frente a las restriccionesimpuestas por las leyes de la mecánica cuántica. Sin embargo,ya sabemos que un computador basado en la mecánica cuánticapodría resolver ciertos problemas que son intratables en loscomputadores convencionales. Curiosamente, si el tamaño deeste dispositivo pudiera alcanzar una gran escala tendría lasmismas características que el famoso gato hipotético de ErwinSchrödinger de 1935 que podría estar vivo y muerto a la vez.

“Voy a relatar brevemente cómo nuestro grupo en el NIST seinvolucró en estos temas a través de nuestros experimentoscon iones atómicos, pero éstos sólo sirven como ejemplos detrabajos similares que se realizan en muchos otros laboratoriosde todo el mundo”, afirmó el Dr. Wineland.

N LOS MEDIOS DE COMUNICACIÓN

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Ana María Rey (JILA, NIST and Department of Physics, Universityof Colorado, Boulder) obtuvo su licenciatura en física en 1999 en laUniversidad de los Andes en Bogotá, Colombia. Realizó sus estudiosde postgrado en la Universidad de Maryland, College Park,recibiendo un doctorado en 2004. Su tesis doctoral, “Átomosbosónicos ultrafríos en redes ópticas”, fue reconocida por la SociedadAmericana de Física (APS) con el premio a la Tesis DoctoralSobresaliente en Física Atómica, Molecular y Óptica en 2005. Reyluego se unió al Instituto de Física Molecular y Óptica Teórica en elCentro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica como PostdoctoralFellow de 2005 a 2008. Se vinculó como profesora a JILA, NIST y laUniversidad de Colorado Boulder en 2008. Actualmente pertenecea JILA y se desempeña como profesor asociado de investigación enel Departamento de Física.

Busca desarrollar modelos teóricos para estudiar y sondear elmagnetismo cuántico en los gases ultra-fríos. En los últimos cincoaños Rey recibió el Premio Nacional Hispanic Engineer al Mérito,la beca de la Fundación MacArthur, el Premio Presidencia a la carreraTemprana para Científicos e Ingenieros, el Premio APS MariaGoeppert Mayer, el Premio Museo de la Ciencia y la Industria a laCarrera Nacional Temprana de Científicos Hispanos del Año y unabeca de APS.

Conferencia plenaria (Bogotá y Medellín)Nuevas perspectivas sobre la simulación cuánticade materia ultra-fríaAna Maria Rey

Comprender el comportamiento de los electrones que interactúanen los sólidos o líquidos es la esencia de la ciencia cuántica modernay es necesario para los avances tecnológicos. Sin embargo, lacomplejidad de sus interacciones en general, nos impide dar unadescripción matemática exacta de su comportamiento. Los gasesultrafríos diseñados con ingeniería de precisión, se estánconvirtiendo en una poderosa herramienta para desentrañar estosdifíciles problemas físicos. En la conferencia se presentarán recientesacontecimientos en el uso de los átomos y las moléculas en loscristales de luz como simuladores cuánticos de materiales de estadosólido y para la investigación de fenómenos complejos de muchoscuerpos.

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Alain Aspect (Escuela de Posgrados del Institutd’Optique, Palaiseau, Francia) es profesor de la escuelade posgrado del Institut d’Optique y de la EscuelaPolitécnica, en la Universidad de París-Saclay. Entrelos muchos premios que ha recibido, se puede citarla medalla de oro del CNRS en 2005, el Premio Wolfde Física en 2010, las medallas de oro y Niels Bohr,la medalla Albert Einstein en 2012 y el premio Balzanen información cuántica en 2014. Alain Aspect es unfísico conocido por sus experimentos que ilustranlas propiedades más intrigantes de la mecánicacuántica: dualidad onda-partícula para una solapartícula y entrelazamiento de dos partículas. Suspruebas experimentales de las desigualdades de Bellcon pares de fotones entrelazados contribuyeron a resolver un debate entre Albert Einstein y Niels Bohr, quecomenzó en 1935. Con sus colaboradores, también dio una comprobación sorprendente de la dualidad onda-partícula de un solo fotón, y realizó el experimento de la celebrada idea de Wheeler acerca de la elecciónretardada. Después de su contribución al desarrollo de enfriamiento por láser de átomos, con Claude Cohen-Tannoudji, cambió su interés hacia los átomos, los cuales utiliza para explorar conceptos de interés en la ópticacuántica y como simuladores cuánticos de difíciles problemas de la materia condensada.

Conferencia plenaria (Bogotá y Medellín)El efecto atómico Hong-Ou-Mandel: una nueva evidencia del entrelazamiento atómicoAlain AspectA pesar de que fue descubierto y demostrado después de la evidencia experimental de las violaciones de lasdesigualdades de Bell, el efecto de Hong-Ou-Mandel es una manifestación conceptualmente más simple delentrelazamiento y de los efectos de interferencia de partículas, imposibles de describir en términos clásicos. Alrespecto, el Dr. Aspect indica que “tres décadas después de su demostración con fotones, lo hemos observadocon pares de átomos He*. Esto abre el camino hacia la prueba de las desigualdades de Bell con observablesmecánicos de partículas masivas”.

Foro sobre el entrelazamiento cuántico (Medellín)Desde la intuición de Einstein hasta los bits cuánticos: una nueva era cuánticaAlain AspectEn 1935, junto con Podolsky y Rosen, Einstein descubrió una situación cuántica extraña, en la cual las partículasen un par están tan fuertemente correlacionadas que Schrödinger las llamó “entrelazadas”. Mediante el análisisde esa situación, Einstein llegó a la conclusión de que el formalismo cuántico era incompleto. Niels Bohr seopuso de inmediato a esa conclusión, y el debate se prolongó hasta la muerte de estos dos gigantes de la física.En 1964, John Bell propuso que es posible resolver el debate de forma experimental, probando las famosas“desigualdades de Bell”, y para mostrar directamente que el concepto revolucionario del entrelazamiento esde hecho una realidad. Basándose en este concepto, surgió un nuevo campo de investigación, la informacióncuántica, donde se utilizan bits cuánticos, los llamados “qubits”, para codificar la información y procesarla. Elentrelazamiento entre qubits permite conceptualmente nuevos métodos de procesamiento y transmisión deinformación. La aplicación práctica a gran escala de tales conceptos podría revolucionar nuestra sociedad, aligual que el láser, el transistor y los circuitos integrados, algunos de los frutos más llamativos de la primerarevolución cuántica, que comenzó con el Siglo XX. Para citar sólo un ejemplo de estos nuevos conceptos, lacriptografía cuántica nos permite garantizar una absoluta privacidad de las comunicaciones, con base en lasleyes más fundamentales de la mecánica cuántica.

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William G. Unruh (Canadian Institute for Advanced Research, Programin Cosmology and Gravity and Department of Physics & Astronomy, UBC,Vancouver, Canadá) es profesor del Programa de gravedad, InstitutoCanadiense de Investigación Avanzada de Física y Astronomía de laUniversidad de British Columbia, Vancouver, Canadá (UBC), yMiembro y Director fundador del programa Cosmología y Gravitación,Toronto, Canadá. BSc (con honores) - University of Manitoba 1967, MSc- Princeton U 1969. PhD - Princeton U 1971. NSERC postdoctoral Fellow- Birkbeck College, Londres, Reino Unido (con R. Penrose) 1971-1972.Varios reconocimientos, incluyendo Fellow APS, Miembro ExtranjeroHonorario del Instituto de Artes y Ciencias de Estados Unidos, Miembrode la Royal Society of Canada, Miembro de la Royal Society de Londres.

Se interesa en la relación entre la gravedad y la mecánica cuántica, sobretodo en el universo temprano, en la detección de ondas de gravedad ylos agujeros negros. Descubrió la radiación emitida por aceleración (undetector acelerado percibe el estado de vacío como un estado térmicocon una temperatura proporcional a la aceleración, “radiación deUnruh”). También demostró que la radiación térmica de un agujeronegro (radiación de Hawking) no se limita a los agujeros negrosgravitacionales, porque también existe en otros horizontes (agujerosmudos).

Conferencia plenaria (Bogotá y Medellín)Física, analogías, y agujeros negrosWilliam G. Unruh.

Una de las áreas fructíferas de la física ha sido el uso de analogías. Confrecuencia, el reconocimiento de que una forma de la física es similar aotra, u obedece a las mismas ecuaciones de alguna otra área de la física,ha llevado a visiones que han aclarado y explicado ambas áreas. “Voya ilustrar esto con la historia del Agujero Negro, de la evaporación deun agujero negro descubierta por Hawking y del líquido que fluye.Esto ha llevado a los primeros experimentos para medir dicha radiación,que muestran su carácter térmico y tal vez incluso muestran lanaturaleza cuántica de la misma”, indicó el Dr. Unruh sobre suconferencia.

Foro sobre el entrelazamiento cuántico (Medellín)¿Qué es el entrelazamiento cuántico y por qué esimportante?William G. Unruh.

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Suzanne Fery-Forgues (Instituto de TecnologíaAvanzada en Ciencias de la Vida, Toulouse, Francia) es directorade investigación en el CNRS, el Centro Nacional deInvestigación Científica de Francia. Es fotoquímica,especializada en la fluorescencia de los compuestosorgánicos. Después de una tesis doctoral sobre lafototoxicidad de drogas y una posición post-doctoral enLondres trabajando en la terapia fotodinámica, entró enel CNRS en París, donde trabajó por primera vez en sondasfluorescentes para la detección de iones de relevanciabiológica.

Luego pasó la mayor parte de su carrera en Toulouse. Fuepionera en la investigación sobre nanopartículas orgánicasfluorescentes no dopadas. Durante los últimos tres años,ha sido responsable de un proyecto europeo destinado adesarrollar un nuevo dispositivo óptico para eldiagnóstico de tumores.

Conferencia plenaria (Bogotá y Medellín)Las nanopartículas orgánicasfluorescentes como una nuevaherramienta para bio-imágenes in vivoSuzanne FERY-FORGUES

El procesamiento de imágenes de fluorescencia in vivo hasurgido recientemente como una disciplina promisoria enla investigación biomédica básica y la práctica clínica.Dentro de este campo, las nanopartículas orgánicasfluorescentes ofrecen varias posibilidades únicas. Uncuidadoso diseño les permite combinar el brillo, labiocompatibilidad y la selectividad respecto a tejidosespecíficos, por tanto, pueden proporcionar unavisualización en tiempo real de la fisiopatología a escalasespaciales desde la subcelular hasta niveles de órganosenteros. Gracias a su versatilidad, son plataformasatractivas de acceso a la detección multimodal y adispositivos teranósticos. “Como ejemplo, vamos a vercómo se desarrollaron nanopartículas fluorescentes en elmarco de un proyecto europeo para la detección depequeños tumores de cáncer de esófago”, anticipa la Dra.Fery-Forgues.


Jean-Pierre Galaup (Laboratoire Aimé Cotton, Orsay cedex, Francia). CNRS,Laboratoire Aimé Cotton, Orsay, Francia. Sus campos de especialización:espectroscopia molecular, espectroscopia vibracional, espectroscopía delagujero espectral, polímeros y xerogeles dopados con moléculas, agujeroespectral de alta temperatura, espectroscopia de ecos de fotones, holografíaespectro-temporal, dinámica de excitaciones vibracionales, pinzas ópticas.Investigación actual: pinzas ópticas holográficas para el control completo deobjetos microscópicos en 3D, ecos de fotones IR de moléculas pequeñasatrapadas en matrices criogénicas, polímeros y sol-geles dopados conmoléculas para memorias ópticas y tecnologías de la información. Árbitroregular en varias revistas científicas, editor invitado en la Revista Cubana deFísica.

Dentro de sus principales logros están los siguientes: átomos fríos y moléculasfrías (experimentos y teoría), microscopía de foto-desprendimiento, controlde átomos por láseres, captura láser de objetos individuales, tecnología deláseres monomodo de ultra-alta resolución y ultra-estables, procesadoresatómicos y moleculares en sólidos para el almacenamiento óptico ymanipulaciones cuánticas, y el desarrollo de dispositivos para las personasciegas.

Conferencia plenaria (Bogotá y Medellín)Pinzas ópticasJean-Pierre GalaupAlgunos aspectos históricos y principios fundamentales de la acción mecánicade la luz serán enunciados y explicados brevemente. Se explicarán losfundamentos de un experimento típico de pinzas ópticas. Una fechaimportante es 1986, cuando el uso de un haz láser altamente enfocado a travésde un objetivo de microscopio de gran apertura numérica revolucionó losmétodos de captura y control de partículas de tamaño de micras o inferior auna micra. En algunos experimentos modernos, se logran configuracionesversátiles de trampas con luz mediante el uso de pinzas ópticas holográficas.Por difracción de un haz láser Gaussiano sobre hologramas de fasecomputarizados y grabados en un modulador espacial de luz hecho con uncristal líquido, se consiguen fácilmente trampas ópticas múltiples y el controlde la forma de un haz de luz. Se mostrarán ejemplos de la generación derayos láser huecos conocidos como haces de Laguerre-Gauss. “En el marcode nuestro trabajo, hemos estudiado especialmente la captura demonocristales orgánicos con forma de paralelepípedo y hemos logrado larotación de alta velocidad de estos microcristales mediante un haz de luzpolarizada circularmente. Esta observación y otras de la literatura, abrengrandes perspectivas para la realización de micro motores o dispositivostotalmente alimentados y controlados por la luz”, reseña el Dr. Galaup alrespecto.

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Paulo Sérgio Soares Guimarães(Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte,Brasil). Licenciado en Física en la UniversidadFederal de Minas Gerais en 1979, obteniendo elgrado de maestría en Física en 1982 en la mismauniversidad. Realizó estudios de doctorado en laUniversidad de Nottingham en el Reino Unido,donde obtuvo el título en 1986. Post-doctorado enla Universidad de California en Santa Barbara,1992-1993. Se vinculó como profesor en laUniversidad Federal de Minas Gerais en 1988. Fueprofesor visitante en la Universidad de Sheffield,Reino Unido, en el período 2004-2005. Tieneexperiencia en Física de la Materia Condensada,especialmente en las propiedades de transporteópticas y electrónicas de materiales y dispositivossemiconductores. Sus intereses de investigaciónson cristales fotónicos, microcavidades, puntoscuánticos semiconductores y fotodetectoresinfrarrojos.

Conferencia plenaria (Bogotá y Medellín)Puntos cuánticos y cristales fotónicosPaulo Sérgio Soares Guimarães

Se presenta una introducción a las nanoestructurasde semiconductores conocidos como puntoscuánticos auto-ensamblados, que son unaprometedora fuente de luz para la próximageneración de dispositivos ópticos. Se describenlas principales formas de obtener estas estructuras,sus propiedades físicas y sus aplicaciones. Sepresentará el concepto de estructuras de cristalfotónico, las formas en que se utilizan comúnmentepara la fabricación y su uso y aplicaciones. Semuestra cómo los cristales fotónicos pueden serutilizados en conjunción con los puntos cuánticospara implementar nuevos dispositivos ópticosbasados en conceptos de la física cuántica. Sediscuten algunos ejemplos de investigacionesrecientes sobre los puntos cuánticos y cristalesfotónicos.

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Alejandro Mira-Agudelo (Grupo de Óptica yFotónica, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia).Físico de la Universidad de Antioquia- UdeA (2002),Magister en Física de la Universidad de Antioquia(2004), Doctor en Ciencias de la Visión de laUniversidad de Murcia - España (2011).

Profesor del Instituto de Física de la Universidad deAntioquia desde el año 2004. Al inicio de sus estudiosde posgrado trabajó en temas de óptica difractiva yóptica speckle. Luego en el doctorado abordó temasde Óptica Visual, sensores de frente de onda ymedidas dinámicas. Actualmente colabora con elGrupo de investigación de la UdeA en temas deEncriptación Óptica y desarrolla la línea en ÓpticaVisual, trabajando en temas de medidas de calidadvisual y presbicia. En compañía del profesor JohnFredy Barrera, recibió el Premio a la InvestigaciónUniversidad de Antioquia, segunda categoría, en el2014.

Conferencia plenaria (Medellín)¿Cómo vemos el mundo?Alejandro Mira-AgudeloEn 1875, el médico y físico alemán Hermann vonHelmholtz expresaba con algo de humor que “noexagero en decir que si un óptico trata de vendermeun instrumento (el ojo) que tenga todos esos defectos,estaría bastante justificado recriminarle en lostérminos más enérgicos su falta de cuidado yregresarle su instrumento”. A pesar de esta reprimendaproferida hace ya 130 años, hoy podemos decir queel ojo es un ejemplo paradigmático de un instrumentoóptico relativamente simple pero maravilloso, queprovee una excepcional funcionalidad. “Intentaremosexplorar algunas de las características que poseennuestros ojos que nos permiten contemplar elmaravilloso mundo que nos rodea”, indica el Dr. Mira-Agudelo sobre su conferencia.

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Alejandra Valencia desdeAgosto del 2012, es profesoraasistente del Departamento de Físicade la Universidad de los Andesdonde lidera el grupo de ópticacuántica experimental. Hizo susestudios de pregrado en física en estauniversidad y posteriormente, en el2002, recibió su grado de Maestría enciencias, y en el 2005, su título dedoctora en física aplicada, ambos dela Universidad de Maryland en USA.A partir de 2006, A. Valencia realizótrabajos de investigación post-doc-toral en España e Italia enfocándoseprincipalmente en el diseño de

fuentes de pares de fotones enredados. Desde el 2010 hasta el2012, Alejandra participó activamente en el desarrollo deactividades para llevar la fotónica, las ciencias de la luz, adiversos públicos no especializados. En la actualidad, sus temasde interés son la generación, caracterización y uso de diversasfuentes de luz que van desde fuentes de fotones individualeshasta fuentes de luz de alta potencia.

Conferencia plenaria (Bogotá)Óptica cuántica experimental en la Universidadde los AndesAlejandra Valencia

En los últimos años, la generación de la luz cuántica concorrelaciones específicas ha sido un campo promisorio para eldesarrollo de aplicaciones prácticas y el estudio de la física fun-damental. Hoy en día, una de las fuentes más convenientes paragenerar pares de fotones correlacionados es el proceso ópticono lineal de conversión paramétrica espontánea (SPDC). La Dra.Valencia anuncia que “en esta charla, voy a describir el trabajoque estamos haciendo en la Universidad de los Andes paraestudiar los diferentes grados de libertad de los fotonesproducidos por SPDC y su aplicabilidad más allá de sus usoshabituales. En particular, el uso de pares de fotones SPDC paraestudiar temas como la teoría de la medición y sistemas cuánticosabiertos”.

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Boris A. Rodríguez (Instituto de Física, Universidad deAntioquia, Medellín, Colombia) terminó la carrera de Físicaen la Universidad Nacional de Colombia luego de lo cualrealizó sus estudios de maestría y doctorado bajo ladirección del profesor Augusto González en laUniversidad Nacional y la Universidad de Antioquia enel área de Teoría Cuántica de Sistemas Finitos aplicada asistemas de estado sólido. Desde su vinculación comoprofesor a la Universidad de Antioquia ha estadovinculado al Grupo de Física Atómica y Molecular. En laactualidad además de su interés en los Fundamentos dela Teoría Cuántica lidera el Grupo de “Fundamentos yEnseñanza de la Física y los Sistemas Dinámicos”.

Conferencia plenaria (Bogotá y Medellín)

Polarización de fotones individuales: lanaturaleza cuántica de la luz

Boris A. Rodríguez

De la misma forma que las ecuaciones de Maxwell delelectromagnetismo “nacen” relativistas, la polarización dela luz “nace” cuántica. El Dr. Rodríguez anuncia que “enesta charla presentaremos una discusión sobre losfundamentos de la teoría cuántica en donde seargumentará que la propiedad fundamental de lossistemas cuánticos es que sus propiedades no puedendefinirse a priori. Cuantificaremos este resultado en laviolación de una desigualdad elemental que satisfacentodos los sistemas clásicos. Usando como ejemplo especialla polarización de fotones individuales, mostraremoscómo los experimentos clásicos y cuánticos arrojanresultados aparentemente contradictorios. Finalmentedescribiremos un reciente experimento, realizado enconjunto con el Laboratorio de Óptica Cuántica de laUniversidad de los Andes, en donde hemos puesto a

prueba la desigualdad para fotones individuales.

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John Henry Reina (Grupo de Tecnología, Información y Complejidad CuánticaQuanTIC; Centro de Investigación e Innovación en Bioinformática y Fotónica CIBioFi,Universidad del Valle, Cali, Colombia) es Físico y Máster en Física Teórica de laUniversidad del Valle. Cursó D. Phil. en el Laboratorio Clarendon y el Centrode Computación Cuántica de la Universidad de Oxford, Reino Unido, dondetrabajó en la interfaz entre la física del estado sólido y la óptica cuántica basadaen nanoestructuras para el procesamiento de información cuántica. Obtuvosu doctorado a comienzos de 2002, y luego aceptó una oferta de becas deinvestigación conjunta entre los Departamentos de Física y de Materiales enOxford para trabajar tres años como un teórico en el macroproyectocolaborativo sobre “Nanoelectrónica en la Frontera Cuántica” para el avancede las tecnologías cuánticas de Oxford-Cambridge y el Reino Unido. Fue elencargado de llevar a cabo la investigación sobre computación cuántica conmoléculas artificiales y orgánicas, y de la modelación de fenómenos dedecoherencia en tales nanosistemas. En 2005, regresó a Cali, Colombia, alDepartamento de Física de la Universidad del Valle. Desde entonces. Seinteresa en el entrelazamiento cuántico, la complejidad, la decoherencia y suconexión con la macroscopicidad.El profesor Reina trabaja en el control cuántico de moléculas y fotones para elprocesamiento de información cuántica. Su grupo se encuentra actualmenteen el proceso de construcción de dos laboratorios para la realización de lainvestigación básica en la información cuántica y la espectroscopía molecularultrarrápida.

Conferencia plenaria (Medellín)Fotones para el mañana: desde los computadores cuánticoshasta la agricultura de precisiónJohn Henry ReinaSobre su conferencia, el Dr. Reina indica: “en esta charla, empezaré revisandoalgunos conceptos básicos de la lógica matemática y discutiendo cómo lafísica cuántica (fotones, en particular) permite la realización de un cierto tipode puertas lógicas que de lo contrario serían “imposibles” por mediosmatemáticos puramente “convencionales”. Un interferómetro de Mach-Zender se utiliza para introducir un conjunto universal de puertas cuánticasy el principio de funcionamiento de un computador cuántico. Se presentaránalgunos de nuestros avances en el uso de complejos biomoleculares derecolección de luz, y conjuntos de moléculas orgánicas (multicromóforas) parala transferencia de energía a pequeña escala (dímeros y trímeros), y controlcuántico de correlaciones, de entrelazamiento y de puertas lógicas. Por último,voy a introducir los métodos de espectroscopia óptica y el uso de dispositivosfotónicos para la teledetección, especialmente diseñados para identificarespecies moleculares atmosféricas (contaminantes), y la aplicación enagricultura de precisión, un aspecto clave de la recientemente financiadaestrategia (EDS) para la creación de un Centro de Investigación e Innovaciónen Bioinformática y Fotónica-CIBioFi, en la ciudad de Cali (Colombia).

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La información que seincluye aquí sobre losconferencistasinvitados fueelaborada por elprofesor JorgeMahecha del Institutode Física, Universidadde Antioquia.

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