Coexistence in neutral theories: interplay of criticality and mild local preferences

Neutral theories have played a crucial and revolutionary role in fields such as population genetics and biogeography. These theories are critical by definition, in the sense that the overall growth rate of each single allele/species/type vanishes. Thus each species in a neutral model sits at the edge between invasion and extinction, allowing for the coexistence of symmetric/neutral types. However, in finite systems, mono-dominated states are ineludibly reached in relatively short times owing to demographic fluctuations, thus leaving us with an unsatisfactory framework to rationalize empirically-observed long-term coexistence. Here, we scrutinize the effect of heterogeneity in quasi-neutral theories, in which there can be a local mild preference for some of the competing species at some sites, even if the overall species symmetry is maintained. As we show here, mild biases at a small fraction of locations suffice to induce overall robust and durable species coexistence, even in regions arbitrarily far apart from the biased locations. This result stems from the long-range nature of the underlying critical bulk dynamics and has a number of implications, for example, in conservation ecology as it suggests that constructing local specific "sanctuaries" for different competing species can result in global enhancement of biodiversity, even in regions arbitrarily distant from the protected refuges.Comment: Accepted for publication in Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experimen

A 10-way power divider based on a transducer and a radial junction operating in the circular TM01 mode

This work presents a 10-way Ku-band power divider using a mode transducer and a radial junction connected by an overmoded circular waveguide operating in the TM 01 mode. The circular symmetry of this mode has been exploited to obtain a power divider with the rectangular output ports radially distributed along the broad wall of the waveguides in H-plane configuration. This topology provides the same amplitude and phase for all the output ports. At the same time, a compact profile has been obtained, introducing a simple manufacturing for the two components of the divider. The first component is a mode transducer converting the TE 10 mode in the rectangular waveguide to the TM 01 mode in the circular waveguide. It is based on a novel topology providing a very high purity in the mode conversion with an attenuation for the other propagating mode, the TE 11c , higher than 60 dB. The second component is a 10-way radial junction that must work under the excitation of the TM 01 , whose special features, since this mode is not the fundamental one of the circular waveguide, will be highlighted. The final design has been validated with an experimental prototype, proposing a manufacturing based on four simple parts. This has been the key to obtain an experimental prototype with specifications in the state-of-the-art. The measured efficiency is better than 96.5% in a 16.7% relative frequency bandwidth from 11 GHz to 13 GHz, with return losses better than 25 dB in the common port. The measured difference between the signals at the output ports of the prototype is ±0.3 dB for the amplitudes and ±0.45° for the phases. A comparison of the obtained results with another divider based on the TE 01 mode shows the potential of the presented design for becoming an alternative to the more extended TE 01 -based power dividersThis work was supported by the Spanish Government through the Agencia Estatal de Investigacion, Fondo Europeo de Desarrollo Regional (AEI/FEDER, UE), under Grant TEC2016-76070-C3-1/2-R (ADDMATE

Aplicación de prácticas de laboratorio sobre el contenido de electromagnetismo, en el proceso de aprendizaje de los estudiantes de undécimo grado, en el colegio Rafael María Fabretto Michely, durante el segundo semestre del año dos mil doce

La enseñanza de las ciencias debe ocurrir en un espacio donde las estrategias generen en los estudiantes el potenciar las capacidades para pensar y decidir autónomamente, lo cual implica que éste adquiera los instrumentos y las herramientas cognoscitivas necesarias para participar en la transformación de su entorno. Dentro de este contexto,el docente juega un papel sumamente importante al seleccionar las estrategias metodológicas que apoyen, motiven e impulsen a los estudiantes a vencer los obstáculos en el proceso de aprendizaje, atendiendo las diferencias individuales que cada estudiante posee al adquirir o procesar lainformación. En este sentido, esta investigación tiene como propósito contribuir a la mejora del proceso de aprendizaje de los estudiantes de undécimo grado al desarrollar la unidad de electromagnetismo, tomando como estrategia metodológica la experimentación con materiales del medio, donde sin un laboratorio el educador puede capacitar a los estudiantes en el proceso educativo de esta temática. Este estudio de investigación abarca seis capítulos, el primer capítulo comprende el planteamiento de la situación problemática y la definición respectiva mediante su formulación, también se presentan los antecedentes nacionales o internacionales de estudios similares al nuestro, finalmente se formulan los objetivos que se constituyen en la líneas directrices durante todo el proceso de la investigación; el segundo es el fundamento teórico que los diversos científicos brindan para estudios posteriores y que en nuestro caso sustenta y valida nuestros hallazgos y conclusiones; en el tercero, se desarrolla y exponen los diversos métodos, instrumentos y técnicas a las cuales recurrimos para recolectar,organizar y analizar los datos; en el cuarto, se presentan y discuten los resultados a la luz de las diversas teorías científicas; en el quinto se declaran las conclusiones a las cuales hemos arribado y se anotan algunas sugerencias que surgen como consecuencia del trabajo a lo largo del proceso investigativo, finalmente en el sexto nos referimos al soporte bibliográfic

La unificación electromagnética: 150 aniversario de las ecuaciones de Maxwell

En este artículo, publicado en la revista Mètode (revista de difusión de la investigación de la Universidad de Valencia) se recuerda que en el año 2015 se celebra el ciento cincuenta aniversario de las ecuaciones de Maxwell, pues en 1865 Maxwell publicó el artículo "Una teoría dinámica del campo electromagnético" que contenía las ecuaciones de Maxwell, la predicción teórica de la existencia de las ondas electromagnéticas y la teoría electromagnética de la luz. En el artículo también se hace referencia a Oersted, Ampère y Faraday, que pusieron las bases del electromagnetismo moderno en el primer tercio del siglo XIX, para concluir con la 'síntesis' de Maxwell, ya en el último tercio del siglo XIX, que unificó luz, electricidad y magnetismo y permitió desarrollar la teoría de las ondas electromagnéticas, incluida la luz

150 años de la publicación de la teoría electromagnética de la luz de Maxwell

En este artículo se recuerda que en 2015 se celebró el ciento cincuenta aniversario de la teoría electromagnética d ella luz, pues en 1865 Maxwell publicó el artículo "Una teoría dinámica del campo electromagnético" que contiene las ecuaciones de Maxwell, la predicción teórica de la existencia de las ondas electromagnéticas y la teoría electromagnética de la luz. En el artículo también se hace referencia al papel fundamental de Young y Fresnel en la aceptación de la teoría undulatoria de la luz, así como a Oersted, Ampère y Faraday, que pusieron las bases del electromagnetismo moderno en el primer tercio del siglo XIX, para concluir con la 'síntesis' de Maxwell, ya en el último tercio del siglo XIX, que unificó luz, electricidad y magnetismo y permitió desarrollar la teoría de las ondas electromagnéticas, incluida la luz

Metastability and Avalanches in a Nonequilibrium Ferromagnetic System

We present preliminary results on the metastable behavior of a nonequilibrium ferromagnetic system. The metastable state mean lifetime is a non-monotonous function of temperature; it shows a maximum at certain non-zero temperature which depends on the strengh of the nonequilibrium perturbation. This is in contrast with the equilibrium case in which lifetime increases monotonously as the temperature is decreasesed. We also report on avalanches during the decay from the metastable state. Assuming both free boundaries and nonequilibrium impurities, the avalanches exhibit power-law size and lifetime distributions. Such scale free behavior is very sensible. The chances are that our observations may be observable in real (i.e. impure) ferromagnetic nanoparticles.Comment: 6 pages, 4 figures, to be published in 2002 Granada Seminar Proceeding

Improved spectral algorithm for the detection of network communities

We review and improve a recently introduced method for the detection of communities in complex networks. This method combines spectral properties of some matrices encoding the network topology, with well known hierarchical clustering techniques, and the use of the modularity parameter to quantify the goodness of any possible community subdivision. This provides one of the best available methods for the detection of community structures in complex systems.Comment: 4 pages, 1 fugure; to appear in the Proceedings of the 8th Granada Seminar - Computational and Statistical Physic

La Unificación de la Física

Aunque a lo largo de la historia de la Física hemos avanzado construyendo una serie de teorías parciales que expliquen diferentes fenómenos de nuestra naturaleza aparentemente independientes entre sí, sería muy difícil construir en un solo paso una teoría unificada completa de todo lo que ocurre en el universo. En este trabajo presentamos un breve resumen de la evolución de las diferentes teorías parciales y el intento de unificación por parte de la comunidad científica de todas esas teorías en la denominada Teoría del Todo

Dificultades de aprendizaje de los estudiantes universitarios en la teoría del campo magnético y elección de los objetivos de enseñanza

El objetivo principal de este trabajo es analizar las ideas que tienen los estudiantes sobre cuál es la naturaleza del campo magnético. Hemos supuesto que el conocimiento significativo de la fuente del campo magnético es un prerrequisito básico para que los estudiantes razonen sobre los fenómenos electromagnéticos. Para analizar las explicaciones de los estudiantes hemos tenido en cuenta que las personas construimos representaciones mentales para ayudarnos a comprender el funcionamiento de un sistema físico y que estas representaciones mentales incluyen diferentes categorías explicativas de la realidad en un mismo individuo dependiendo del contexto y del contenido que se trate. Así pues, hemos diseñado un cuestionario de preguntas de tipo abierto con énfasis en las explicaciones, para analizar el razonamiento empleado por los estudiantes. Los resultados obtenidos parecen confirmar que los estudiantes presentan serias dificultades en el aprendizaje de la teoría del campo magnético.The aim of this study is to analyse students' ideas about the nature of magnetic field. We have assumed that a significant knowledge of the source of magnetic field is a basic prerequisite when students are to reason about electromagnetic phenomena. In order to analyse students' explanations, we have taken into account the fact that individuals build mental representations to help themselves understand the functioning of a physic system and that these mental representations include different explanatory categories of reality in one same individual depending on the context and the contents concerned. Therefore, we have designed an open-question questionnaire with an emphasis on explanations so as to analyse the students' reasoning. The results found seem to confirm that students do have serious difficulties in learning the theory of magnetic field