Quantum state transfer in disordered spin chains: How much engineering is reasonable?

The transmission of quantum states through spin chains is an important element in the implementation of quantum information technologies. Speed and fidelity of transfer are the main objectives which have to be achieved by the devices even in the presence of imperfections which are unavoidable in any manufacturing process. To reach these goals, several kinds of spin chains have been suggested, which differ in the degree of fine-tuning, or engineering, of the system parameters. In this work we present a systematic study of two important classes of such chains. In one class only the spin couplings at the ends of the chain have to be adjusted to a value different from the bulk coupling constant, while in the other class every coupling has to have a specific value. We demonstrate that configurations from the two different classes may perform similarly when subjected to the same kind of disorder in spite of the large difference in the engineering effort necessary to prepare the system. We identify the system features responsible for these similarities and we perform a detailed study of the transfer fidelity as a function of chain length and disorder strength, yielding empirical scaling laws for the fidelity which are similar for all kinds of chain and all disorder models. These results are helpful in identifying the optimal spin chain for a given quantum information transfer task. In particular, they help in judging whether it is worthwhile to engineer all couplings in the chain as compared to adjusting only the boundary couplings.Fil: Zwick, Analía Elizabeth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Universität Dortmund; AlemaniaFil: Alvarez, Gonzalo Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universität Dortmund; AlemaniaFil: Stolze, Joachim. Universität Dortmund; AlemaniaFil: Osenda, Omar. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Optimized dynamical control of state transfer through noisy spin chains

We propose a method of optimally controlling the tradeoff of speed and fidelity of state transfer through a noisy quantum channel (spin-chain). This process is treated as qubit state-transfer through a fermionic bath. We show that dynamical modulation of the boundary-qubits levels can ensure state transfer with the best tradeoff of speed and fidelity. This is achievable by dynamically optimizing the transmission spectrum of the channel. The resulting optimal control is robust against both static and fluctuating noise in the channels spin-spin couplings. It may also facilitate transfer in the presence of diagonal disorder (on site energy noise) in the channel.Fil: Zwick, Analía Elizabeth. Weizmann Institute Of Science; Israel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; ArgentinaFil: Alvarez, Gonzalo Agustin. Weizmann Institute Of Science; Israel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; ArgentinaFil: Bensky, Guy. Weizmann Institute Of Science; IsraelFil: Kurizki, Gershon. Weizmann Institute Of Science; Israe

Monitoreo en tiempo real del proceso de ósmosis a través de membranas con un equipo portátil de imágenes por resonancia magnética a campo terrestre

La separación de sustancias por medio de osmosis a través de membranas tiene aplicaciones en diversas areas, tales como la medicina y la industria alimenticia. Los sistemas sobre los cuales se realizan estos procesos suelen ser delicados y sus características internas deben ser especificas. Es por esto que es importante el monitoreo de los procesos de osmosis sin modificar la estructura interna de las sustancias. Las técnicas de Resonancia Magnética Nuclear e Imágenes por Resonancia Magnética son de gran utilidad para el control de estos procesos ya que permiten realizar un análisis no invasivo. Sin embargo los equipos de RMN y MRI de alto campo son muy costosos.Fil: Kortsarz, Micaela Victoria. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Jiménez, Pablo Javier. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; ArgentinaFil: Alvarez, Gonzalo Agustin. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina104ª Reunión de la Asociación Física ArgentinaArgentinaAsociación Física Argentin

Many-spin quantum dynamics during cross polarization in 8CB

We analyze theoretically and experimentally the quantum dynamics of a three-spin-1/2 system during cross polarization (CP). Our analysis takes into account a Hamiltonian behavior for a carbon C-13 coupled to two protons H-1 while the coupling to a spin bath is treated in the fast fluctuation approximation. This model is applied to the methylene and biphenyl groups of the smectic and nematic phases of the liquid crystal 4-n-octyl-4(´)-cyanobiphenyl (8CB). Experimental data from standard CP, combined with our theoretical results, allow us to separate the homonuclear H-1-H-1 and heteronuclear H-1-C-13 residual dipolar couplings. These values are in good agreement with those obtained by using a combination of CP under Lee-Goldburg conditions and standard CP data. A well differentiated relaxation behavior among the two phases seems to indicate that while the extreme narrowing approximation is appropriate for the nematic phase, the description of the smectic phase requires consideration of the slow-motion limit.Fil: Chattah, Ana Karina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; ArgentinaFil: Alvarez, Gonzalo Agustin. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Levstein, Patricia Rebeca. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; ArgentinaFil: Cucchietti, Fernando M.. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; ArgentinaFil: Pastawski, Horacio Miguel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; ArgentinaFil: Raya, Jésus. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; ArgentinaFil: Hirschinger, Jérôme. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentin

Determinación de distribución de orientaciones y diámetros de microfibras como nuevo paradigma de imágenes cuantitativas cerebrales

Las imágenes por resonancia magnética nuclear pesadas por difusión (dMRI) son ampliamente utilizadas como métodos no invasivos para estudios cerebrales y para el diagnostico de enfermedades neuronales tanto en el ámbito clínico como en el preclínico. En particular, enmarcadas en mejorar el diagnostico de enfermedades asociadas con alteraciones patológicas de los axones neuronales que conforman la materia blanca del cerebro o con el fin de dilucidar las conexiones corticales, se están evaluando nuevas secuencias de dMRI con mayor sensibilidad a ciertas características microestructurales de los axonesFil: Giménez, M. L.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Capiglioni, Milena Sofía. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Zwick, Analía Elizabeth. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Alvarez, Gonzalo Agustin. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina104a Reunión de la Asociación Física ArgentinaSanta FeArgentinaAsociación Física Argentin

Relevamiento de opinión sobre la actividad ovina en la Patagonia

La prospectiva ofrece, la posibilidad de pensar de manera estructurada y sistémica sobre el futuro. Explora los cambios a través de la identificación de fuerzas impulsoras, invariantes estratégicas, incertidumbres críticas y apoya la toma de decisión en el presente en vista de los futuros posibles. La prospectiva nos ayuda a construir el futuro, nos invita a considerarlo como algo a crear, y no como algo ya definido a predecir. Por medio de un análisis prospectivo al 2030 de la actividad ovina en la Patagonia Argentina se intentan definir escenarios que permitan orientar las políticas públicas. En ese sentido se espera construir dos tipos de escenarios: el tendencial que intenta recoger hacia dónde va el sector si todo sigue como hasta ahora y otro escenario deseado que tenga como rasgos identitarios ser alcanzable y compartido entre los actores involucrados en este sistema de producción. En pos de aportar en la construcción de un futuro mejor para la actividad en la región es que el mayor esfuerzo se pondrá en la consolidación de un escenario deseado. Para contar con la información necesaria para empezar a delinear ese futuro deseable, se reunió un grupo de técnicos de la Institución que diseñó un esquema de trabajo donde se tuvo en cuenta la metodología utilizada para estos estudios y las características del caso específico a estudiar. El primer evento realizado fue el Seminario virtual ¡Hablemos del ovino y su futuro! en agosto de 2021. Este evento sirvió como puntapié para trabajar la determinación del “árbol de problemas” y la definición de las “variables” y “procesos críticos” que afectan la actividad ovina en la Patagonia argentina. El diagnóstico del equipo de trabajo identificó como principales problemas y desafíos: 1) Caída continua de las existencias ganaderas ovinas, 2) Nuevas demandas asociadas a la calidad de producto (“productos éticos/sustentables”), 3) consolidación de la demanda de lanas finas y superfinas como una fibra “Premium” 4) demanda en forma creciente de un animal de mayor peso en el mercado internacional de carne, 5) problema de “escala” para la adopción de tecnologías, 6) Falta de organización e integración de las cadenas de carne y lana, 7) Escasas políticas públicas permanentes, más allá de Ley Ovina, Prolana y Planes sanitarios, 8) Factores externos como el cambio climático, la pandemia del COVID 19, nuevas tecnologías de las comunicaciones y mejoras en la calidad de servicios urbanos. En la continuidad de la tarea es que se realiza esta consulta sectorial, para ampliar la perspectiva del equipo de trabajo y tener una mejor comprensión de la problemática con la opinión de diferentes actores sociales.EEA ChubutFil: Pena, Sergio Osvaldo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Chubut; ArgentinaFil: Saavedra, Osvaldo Marcelo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Dirección Nacional. Centro de Investigación en Economía y Prospectiva (CIEP); ArgentinaFil: La Torraca, Andres Juan. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Chubut; ArgentinaFil: Bain, Ingrid. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Chubut; ArgentinaFil: Vozzi, Pedro Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Chubut; ArgentinaFil: Muñoz, Marcelo Mirco. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Chubut; ArgentinaFil: Buono, Gustavo Gabriel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Chubut; ArgentinaFil: Elvira, Mario Gonzalo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Chubut; ArgentinaFil: Cariac, German. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Valle Inferior del Río Negro; ArgentinaFil: Alvarez, Juan Mauricio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Valle Inferior del Río Negro; ArgentinaFil: Conterno, Cecilia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; ArgentinaFil: Giovannini, Nicolas. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; ArgentinaFil: Alonso, Ignacio Agustin. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Dirección Nacional. Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico para la Agricultura Familiar (CIPAF); ArgentinaFil: Barrera, Debora. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Dirección Nacional Asistente Planificación, Monitoreo y Evaluación. Gerencia Monitoreo y Evaluación; ArgentinaFil: Tarraborelli, Diego. Universidad Nacional de Quilmes; ArgentinaFil: Vitale Gutierrez, Javier Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Centro Regional Mendoza - San Juan; ArgentinaFil: Gauna, Diego Hernan. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Dirección Nacional. Centro de Investigación en Economía y Prospectiva (CIEP); Argentin

Measurement of the cosmic ray spectrum above 4×10184{\times}10^{18} eV using inclined events detected with the Pierre Auger Observatory

A measurement of the cosmic-ray spectrum for energies exceeding $4{\times}10^{18}$ eV is presented, which is based on the analysis of showers with zenith angles greater than $60^{\circ}$ detected with the Pierre Auger Observatory between 1 January 2004 and 31 December 2013. The measured spectrum confirms a flux suppression at the highest energies. Above $5.3{\times}10^{18}$ eV, the "ankle", the flux can be described by a power law $E^{-\gamma}$ with index $\gamma=2.70 \pm 0.02 \,\text{(stat)} \pm 0.1\,\text{(sys)}$ followed by a smooth suppression region. For the energy ($E_\text{s}$) at which the spectral flux has fallen to one-half of its extrapolated value in the absence of suppression, we find $E_\text{s}=(5.12\pm0.25\,\text{(stat)}^{+1.0}_{-1.2}\,\text{(sys)}){\times}10^{19}$ eV.Comment: Replaced with published version. Added journal reference and DO

Energy Estimation of Cosmic Rays with the Engineering Radio Array of the Pierre Auger Observatory

The Auger Engineering Radio Array (AERA) is part of the Pierre Auger Observatory and is used to detect the radio emission of cosmic-ray air showers. These observations are compared to the data of the surface detector stations of the Observatory, which provide well-calibrated information on the cosmic-ray energies and arrival directions. The response of the radio stations in the 30 to 80 MHz regime has been thoroughly calibrated to enable the reconstruction of the incoming electric field. For the latter, the energy deposit per area is determined from the radio pulses at each observer position and is interpolated using a two-dimensional function that takes into account signal asymmetries due to interference between the geomagnetic and charge-excess emission components. The spatial integral over the signal distribution gives a direct measurement of the energy transferred from the primary cosmic ray into radio emission in the AERA frequency range. We measure 15.8 MeV of radiation energy for a 1 EeV air shower arriving perpendicularly to the geomagnetic field. This radiation energy -- corrected for geometrical effects -- is used as a cosmic-ray energy estimator. Performing an absolute energy calibration against the surface-detector information, we observe that this radio-energy estimator scales quadratically with the cosmic-ray energy as expected for coherent emission. We find an energy resolution of the radio reconstruction of 22% for the data set and 17% for a high-quality subset containing only events with at least five radio stations with signal.Comment: Replaced with published version. Added journal reference and DO

Measurement of the Radiation Energy in the Radio Signal of Extensive Air Showers as a Universal Estimator of Cosmic-Ray Energy

We measure the energy emitted by extensive air showers in the form of radio emission in the frequency range from 30 to 80 MHz. Exploiting the accurate energy scale of the Pierre Auger Observatory, we obtain a radiation energy of 15.8 \pm 0.7 (stat) \pm 6.7 (sys) MeV for cosmic rays with an energy of 1 EeV arriving perpendicularly to a geomagnetic field of 0.24 G, scaling quadratically with the cosmic-ray energy. A comparison with predictions from state-of-the-art first-principle calculations shows agreement with our measurement. The radiation energy provides direct access to the calorimetric energy in the electromagnetic cascade of extensive air showers. Comparison with our result thus allows the direct calibration of any cosmic-ray radio detector against the well-established energy scale of the Pierre Auger Observatory.Comment: Replaced with published version. Added journal reference and DOI. Supplemental material in the ancillary file