Magnetismo cuántico en escaleras de espín

En este trabajo de diploma estudiamos el magnetismo de un sistema de espines 1/2 en una dimensión espacial con una estructura que se conoce como cadena Kagomé. Esta disposición geométrica representa la reducción a una dimensión de la conocida red de Kagomé bidimensional. A lo largo del trabajo introducimos algunos conceptos generales que usaremos en el mismo, presentando el Hamiltoniano de Heisenberg, sus características principales, y algunos primeros resultados obtenidos en casos límites del modelo. Luego discutimos la representación de los operadores de espín en términos de diferentes operadores de creación y aniquilación de partículas y damos una breve descripción de las técnicas numéricas DMRG y Montecarlo. A continuación presentamos resultados obtenidos, empezando por los numéricos y terminando con los analíticos. Finalmente, mencionamos las conclusiones y las perspectivas a futuro. En el apéndice presentamos detalles de la diagonalización de un Hamiltoniano bosónico y algunas definiciones utilizadas en la técnica DMRG.Facultad de Ciencias Exacta

Magnetismo cuántico en escaleras de espín

En este trabajo de diploma estudiamos el magnetismo de un sistema de espines 1/2 en una dimensión espacial con una estructura que se conoce como cadena Kagomé. Esta disposición geométrica representa la reducción a una dimensión de la conocida red de Kagomé bidimensional. A lo largo del trabajo introducimos algunos conceptos generales que usaremos en el mismo, presentando el Hamiltoniano de Heisenberg, sus características principales, y algunos primeros resultados obtenidos en casos límites del modelo. Luego discutimos la representación de los operadores de espín en términos de diferentes operadores de creación y aniquilación de partículas y damos una breve descripción de las técnicas numéricas DMRG y Montecarlo. A continuación presentamos resultados obtenidos, empezando por los numéricos y terminando con los analíticos. Finalmente, mencionamos las conclusiones y las perspectivas a futuro. En el apéndice presentamos detalles de la diagonalización de un Hamiltoniano bosónico y algunas definiciones utilizadas en la técnica DMRG.Facultad de Ciencias Exacta

Teorías efectivas en antiferromagnetos cuánticos para modelar materiales magnéticos no convencionales

La estructura del texto es la siguiente. El capítulo 1 comienza con una introducción general a algunos aspectos centrales en teorías de campos en materia condensada. Luego continúa desarrollando el formalismo de integrales de camino a partir de estados coherentes de espín, y finaliza dando un ejemplo concreto; la teoría de campos efectiva para una cadena de Heisenberg antiferromagnética. El capítulo 2 se centra en el estudio analítico y numérico de antiferromagnetos cuánticos frustrados y agrupa tres de nuestros trabajos, ordenados cronológicamente y a la vez por nivel de complejidad, en tres geometrías diferentes; la cadena Kagomé, la cadena diente de sierra y la bicapa hexagonal (panal de abejas). El capítulo 3 comienza con una introducción a las redes neuronales artificiales y continúa desarrollando nuestros dos trabajos relacionados con la aplicación de técnicas de aprendizaje automático al estudio de sistemas magnéticos en el límite de alta anisotropía de Ising, con el mismo orden que en el capítulo anterior. Para finalizar, el capítulo 4 presenta las conclusiones globales, y el capítulo 5, el apéndice.Facultad de Ciencias Exacta

Magnetismo cuántico en escaleras de espín

En este trabajo de diploma estudiamos el magnetismo de un sistema de espines 1/2 en una dimensión espacial con una estructura que se conoce como cadena Kagomé. Esta disposición geométrica representa la reducción a una dimensión de la conocida red de Kagomé bidimensional. A lo largo del trabajo introducimos algunos conceptos generales que usaremos en el mismo, presentando el Hamiltoniano de Heisenberg, sus características principales, y algunos primeros resultados obtenidos en casos límites del modelo. Luego discutimos la representación de los operadores de espín en términos de diferentes operadores de creación y aniquilación de partículas y damos una breve descripción de las técnicas numéricas DMRG y Montecarlo. A continuación presentamos resultados obtenidos, empezando por los numéricos y terminando con los analíticos. Finalmente, mencionamos las conclusiones y las perspectivas a futuro. En el apéndice presentamos detalles de la diagonalización de un Hamiltoniano bosónico y algunas definiciones utilizadas en la técnica DMRG.Facultad de Ciencias Exacta

Current jumps in flat-band ladders with Dzyaloshinskii-Moriya interactions

Localized magnons states, due to flat bands in the spectrum, is an intensely studied phenomenon and can be found in many frustrated magnets of different spatial dimensionality. The presence of Dzyaloshinskii-Moriya (DM) interactions may change radically the behavior in such systems. In this context, we study a paradigmatic example of a one-dimensional frustrated antiferromagnet, the sawtooth chain in the presence of DM interactions. Using both path integrals methods and numerical Density Matrix Renormalization Group, we revisit the physics of localized magnons and determine the consequences of the DM interaction on the ground state. We have studied the spin current behavior, finding three different regimes. First, a Luttinger-liquid regime where the spin current shows a step behavior as a function of parameter D, at a low magnetic field. Increasing the magnetic field, the system is in the Meissner phase at the m = 1/2 plateau, where the spin current is proportional to the DM parameter. Finally, further increasing the magnetic field and for finite D there is a small stiffness regime where the spin current shows, at fixed magnetization, a jump to large values at D = 0, a phenomenon also due to the flat band.Fil: Acevedo, Santiago Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Pujol, P.. Université Paul Sabatier; Francia. Université de Toulouse; FranciaFil: Lamas, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentin

Magnon crystals and magnetic phases in a kagome-stripe antiferromagnet

In this paper we analyze the magnetization properties of an antiferromagnetic kagome-stripe lattice, motivated by the recent synthesis of materials exhibiting this structure. By employing a variety of techniques that include numerical methods such as density-matrix renormalization-group and Monte Carlo simulations, as well as analytical techniques such as perturbative low-energy effective models and exact solutions, we characterize the magnetization process and magnetic phase diagram of a kagome-stripe lattice. The model captures a variety of behaviors present in the two-dimensional kagome lattice, which are described here by analytical models and numerically corroborated. In addition to the characterization of semiclassical intermediate plateaus, it is worth noting the determination of an exact magnon crystal phase which breaks the underlying symmetry of the lattice. This magnon crystal phase generalizes previous findingsFil: Acevedo, Santiago Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Lamas, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Arlego, Marcelo José Fabián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Pujol, Pierre. Universitè de Toulouse; Franci

Diagnóstico de deterioro de la infraestructura vial Barrio Cuba hasta Villa Verde, Pereira, Risaralda

El valor de las vías secundarias es la base principal del transporte en Colombia para el desarrollo del territorio. Por lo anterior, se hace indispensable llevar a cabo la inversión en infraestructura vial, debido a que es el primer paso para crear condiciones básicas para el avance de las actividades productivas. En consiguiente, es fundamental generar un conjunto de evaluaciones sobre el estado actual en el que se encuentra la infraestructura vial del territorio, dado esto se genera un análisis visual en las calles 70 y 71, en el tramo que comprende el Éxito del Barrio Cuba hasta el CAI de Villa Verde en la Ciudad de Pereira. Esta investigación se realiza mediante la metodología comprendida en los manuales de inspección visual de pavimento, manual para la inspección visual de puentes y manual de señalización de Invías. De acuerdo con el análisis estadístico se determina que los tramos con mayor porcentaje de afectación en pavimento rígido fueron del T1 al T6 y T18 los cuales sufren más del 95% de daño, lo que representa un 13.19% frente al área vial construida y los tramos con mayor porcentaje de afectación en pavimento flexible son T5 y T6, los cuales sufren entre ambos el 1.54% de daños, de este mismo modo se evidencio que la patología que más frecuente en el pavimento rígido fue pulimiento y en el pavimento flexible fue cabezas duras representando cada una el 6.23% y 1.01% de afectación, en sincronía se realiza un inventario de 180 señales de tránsito, 112 verticales y 68 horizontales en donde se determina que las marcas de sentido vial son las señales horizontales que se encuentran más afectada representando un 36,76% de la totalidad de las señales encontradas, por otro lado en la señalización vertical se reconoce que la señal con mayor nivel de afectación es la preventiva representando un 50% de la totalidad de las señales, para finalizar se realiza el análisis de dos puentes peatonales que se encuentran en el tramo de evaluado dándose que el puente peatonal metálico presenta delaminación de la pintura y breves apariciones de corrosión tanto en las barandas como en la superestructura metálica; así mismo, según la inspección del puente peatonal de concreto, presenta como principal patología la contaminación por agentes ambientales, además de hormigueo en la superestructura y perdida de recubrimiento en superficie y escaleras de acceso, por tal motivo la aparición de acero de refuerzo y corrosión del mismo.Universidad Libre Seccional Pereira -- Facultad de Ingeniería -- Ingeniería CivilThe value of secondary roads is the main base of transport in Colombia for the development of the territory. Therefore, it is essential to carry out investment in road infrastructure because it is the first step to create basic conditions for the advancement of productive activities. For this reason, it is essential to generate a set of evaluations on the current state of the territory's road infrastructure, given this, a visual analysis is generated on streets 70 and 71, in the section that includes the Éxito of neighborhood Cuba until the Villa Verde CAI in the City of Pereira. This investigation is carried out through the manuals of visual inspection of pavement, Manual for the visual inspection of bridges and INVIAS signaling manual. According to the statistical analysis, it is determined that the sections with the highest percentage of damage to rigid pavement were from T1 to T6 and T18, which suffer more than 95% damage, which represents 13.19% compared to the built road area and the sections with the highest percentage of affectation in flexible pavement are T5 and T6, which suffer between them 1.54% of damage, in the same way it was evidenced that the most frequent pathology in the rigid pavement was polishing and in the flexible pavement it was hard heads each one representing 6.23% and 1.01% of affectation, in synchrony an inventory of 180 traffic signs is made, 112 vertical and 68 horizontal where it is determined that the road direction marks are the horizontal signs that are most affected representing a 36.76% of all the signs found, on the other hand in the vertical signaling it is recognized that the sign with the highest level of affectation is the preventive one, representing 50% of the totality of the signals, to finish the analysis of two pedestrian bridges that are in the evaluated section is carried out, given that the metallic pedestrian bridge presents delamination of the paint and brief appearances of corrosion both in the railings and in the metallic superstructure; Likewise, according to the inspection of the concrete pedestrian bridge, the main pathology is contamination by environmental agents, in addition to tingling in the superstructure and loss of surface coating and access stairs, for this reason the appearance of reinforcing steel and corrosion of the same

Exploring neural network training strategies to determine phase transitions in frustrated magnetic models

The transfer learning of a neural network is one of its most outstanding aspects and has given supervised learning with neural networks a prominent place in data science. Here we explore this feature in the context of strongly interacting many-body systems. Through case studies, we test the potential of this deep learning technique to detect phases and their transitions in frustrated spin systems, using fully-connected and convolutional neural networks. In addition, we explore a recently-introduced technique, which is at the middle point of supervised and unsupervised learning. It consists in evaluating the performance of a neural network that has been deliberately “confused” during its training. To properly demonstrate the capability of the “confusion” and transfer learning techniques, we apply them to a paradigmatic model of frustrated magnetism in two dimensions, to determine its phase diagram and compare it with high-performance Monte Carlo simulations.Facultad de Ingenierí

Diseño y control digital de un convertidor elevador entrelazado para sistemas de carga/descarga de baterías

According to the literature, battery ripple current is one of the phenomena that most significantly affect the state of health of batteries. Therefore, this paper presents a methodology to design a digital control in order to reduce such ripple current, which is injected by means of converters that process the charge and discharge energy. The strategy was designed for and implemented in an interlaced converter. The implemented methodology is presented in four stages: (i) modelling the battery-converter-charge system; (ii) designing the digital control based on the model; (iii) designing the practical implementation, where the instrumentation and implementation stage is presented using an embedded device; and (iv) practical validation of the operation of the strategy and the reduction of battery ripple current. The methodology presented here produced a correct performance of the digital control, fulfilling the design parameters of different operation modes and reducing the ripple current in the battery between 50 and 65%. This reduction protects the battery’s useful life and the sources or loads connected to the system. Additionally, it allows the state-of-charge and health estimation algorithms to increase their accuracy, which leads to an improvement in maintenance protocols and the planning of element replacement. Este trabajo presenta la metodología de diseño de un control digital para reducir el rizado en la corriente que se inyecta a la batería por medio de los convertidores que procesan la energía de carga y descarga, el cual es uno de los parámetros indicados en la literatura que disminuyen el tiempo de vida de las baterías. Este trabajo tiene como alcance mostrar el procedimiento de diseño e implementación de la estrategia propuesta sobre un convertidor entrelazado. La metodología implementada se presenta por medio de cuatro etapas (i) modelado del sistema batería-convertidor-carga, (ii) diseño de control digital basado en el modelo, (iii) diseño de la plataforma práctica donde se presenta la etapa de instrumentación e implementación utilizando un dispositivo embebido y (iv) la validación práctica del funcionamiento de la estrategia presentada y la disminución del rizado inyectado en la batería. Por medio de la metodología presentada se logra evidenciar el correcto desempeño del control digital cumpliendo los parámetros de diseño para diferentes modos de operación de carga de la batería y reduciendo el rizado de corriente en la batería entre un 50 % a 65 %. Esta reducción protege la vida útil de la batería y de las fuentes o cargas conectadas al sistema. Adicionalmente, permite que los algoritmos de estimación de estado de carga y estado de salud incrementen su precisión, lo que conlleva a una mejora en los protocolos de mantenimiento y planificación de reemplazo de los elementos