Search for transient sources with the ANTARES and KM3NeT neutrino telescopes in the multi-messenger astronomy era

En el presente manuscrito se expone el trabajo realizado en el seno de la Collaboración ANTARES-KM3NeT sobre la astronomía multi-mensanjero con neutrinos, que se ha enfocado en dos ejes: la detección de neutrinos de supernova a bajas energías (MeV) con los telecopios KM3NeT y la búsqueda de neutrinos de alta energía (TeV-PeV) en ANTARES en coincidencia con fuentes transitorias detectadas en ondas gravitationales o rayos gamma de muy alta energía O(TeV). El primer análisis, explora la capacidad de los telescopios de neutrinos KM3NeT para detectar la señal de una explosión de supernova (CCSN), así como el potencial de explotar dicha detección para aprender sobre la física que hay detrás, en particular la resolución del perfil temporal y el espectro en energía de esta señal. Junto con el Sol, las explosiones de supernova son la única fuente astrofísica de neutrinos que ha sido observada. Durante la tesis se ha desarrollado un método de búsqueda para detectar estos neutrinos astrofísicos de baja energía, que se basa en el análisis de los primeros datos de KM3NeT para caracterizar el ruido de fondo y la respuesta del detector. Los resultados de dicho análisis muestran que los detectores KM3NeT son sensibles a un flujo de neutrinos con energías del MeV, y serán capaces de detectar fuentes supernova en nuestra Galaxia con una probabilidad a 5 sigmas, y por tanto contribuirán a la observación de la próxima explosión Galáctica. Este análisis se ha implementado para búsquedas a tiempo real de forma que nos permita mandar alertas en caso en una detección probable, y está en funcionamiento constante desde 2019. De hecho, este análisis se ha aplicado al seguimiento de las alertas de eventos detectados por ondas gravitacionales como fuentes no modelizadas, que son posibles candidatos a ser supernova, lo que ha llevado a los primeros resultados multi-mensajero de KM3NeT. Además, los resultados de este análisis ha permitido que KM3NeT entre a formar parte de la colaboración SNEWS, que reúne a todos los detectores sensibles a la señal de neutrinos de supernova y recibe sus alertas. El segundo análisis, utiliza los datos del detector ANTARES para buscar neutrinos de alta energía (TeV-PeV) en coincidencia espacial y temporal con la detección de fuentes astrofísicas mediante otros mensajeros. En particular, con señales detectados por ondas gravitacionales (GWs) y con las primeras detecciones de “bursts” de rayos gamma (GRBs) a muy alta energía O(TeV) por telescopios de tipo Cherenkov (IATC’s). De hecho, las colisiones de objetos compactos en sistemas binarios (fuentes de ondas gravitacionales) y las fuentes de rayos gamma energéticos, han sido sugeridos durante mucho tiempo como posibles emisores de neutrinos cósmicos. De normal, las búsquedas de fuentes de neutrinos se centran en neutrinos muónicos que atraviesan la tierra antes de ser detectados en el detector (trazas ascendentes), lo que permite de deshacerse del ruido de fondo de los muones atmosféricos. Por primera vez, todos los sabores de neutrinos (incluyendo los llamados eventos de tipo cascada) han sido considerados en esto tipo de análisis. Además, la búsqueda realizada en el este trabajo, es aplicable a fuentes tanto por encima como por debajo del horizonte de ANTARES (eventos ascendentes y descendentes), lo que permite una cobertura de todo el cielo. Esto es posible gracias a las reducidas ventanas espacial y temporal utilizadas. Los análisis multi-mensajero con ANTARES llevados a cabo durante la tesis han dado resultado que no se han encontrado neutrinos en coincidencia con ninguno de los señales GWs ni GRBs considerados en las búsquedas. Sin embargo, los resultados de este análisis muestran una mejora de la sensibilidad de un 15-30% para fuentes en el horizonte de ANTARES, y hasta un 200% cuando la búsqueda utiliza eventos descendentes, y han llevado a los mejores límites de emisión de neutrinos publicados por ANTARES para este tipo de fuentes.Two analyses are detailed in this thesis related to neutrino and multi-messenger astronomy with Cherenkov telescopes in the Mediterranean Sea. The first analysis explores the capabilities of the KM3NeT neutrino telescopes to detect the signal from a Galactic core-collapse supernova (CCSN), as well as the physical constraints that could be extracted from such a detection. Together with the Sun, CCSNe are the only confirmed sources of astrophysical neutrinos. A search method for these astrophysical neutrino sources with KM3NeT has been developed during this thesis, based on the analysis of the first data which has allowed for a good characterisation of the background and the detector performance. The results show that the KM3NeT detector might be sensitive to this MeV neutrino flux, with a coverage at 5 sigma discovery potential of more than 95% of Galactic CCSN progenitors. Therefore, KM3NeT will contribute to the observation of the next Galactic explosion. The CCSN analysis has been implemented in a real-time trigger, that is active since summer 2019. Moreover, it has yielded the first KM3NeT real-time results with the follow-up of the unmodelled candidate gravitational-wave (GW) events. These results have allowed the KM3NeT experiment to join the SNEWS network, to which all detectors sensitive to CCSN neutrino send their alerts. The second analysis exploits the data of the ANTARES neutrino telescope to search for high-energy neutrinos (TeV-PeV) in time and space coincidence with gravitational-wave sources and very-high energy gamma-ray bursts (GRBs). In fact, compact binary mergers and gamma-ray bursts have long been suggested as potential high-energy neutrino emitters. Typically, these searches look for muon neutrinos coming through the Earth (upgoing tracks). For the first time, all-flavors (including the so-called shower events) were included in this kind of searches. Moreover, these analyses have been applied to sources both below the ANTARES horizon (seen as upgoing events), and above the horizon of the ANTARES telescope (downgoing). This has lead to an improvement of 15-30% for upgoing events and up to a 200% for searches above the horizon. The analyses carried out during the thesis yielded no neutrino in coincidence with any of the gravitational-wave sources from the first GW catalog, neither with the first GRBs detected at very high energies

Dynamic water management test station for open-cathode PEMFC systems

Preprin

Adaptive predictive robust control for fuel cells hybrid vehicles

The transient behavior of a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell System (PEMFCS) under an efficient Adaptive Predictive Control with Robust Filter (APCWRF) is analyzed. This control scheme is tested to evaluate its performance when sudden changes in the load occur. It is produced by the demands of the electric motor of a hybrid vehicle, powered by a PEMFC and a supercapacitor bank to fulfil Standard Driving Cycles. The objective of the proposed advanced strategy is to control the oxygen excess ratio in the cathode to improve the system efficiency and to ensure a safe operation for the PEM. Several results through a simulation environment are presented. They are useful for showing the potentiality of the APCWRF for the proposed exigent scenarios.Postprint (published version

Modelos celulares de cáncer de próstata

Modelos celulares de cáncer de próstata. Líneas celulares, PC-3/S-luc y PC-3/M-luc, derivadas de la línea de cáncer de próstata PC-3, modificadas de forma que expresan el gen luciferasa (luc) para el desarrollo de un modelo de cáncer, útil para el diagnóstico y/o pronóstico de cáncer, específicamente de próstata, determinando la diferente expresión génica de los marcadores biológicos de invasividad y metástasis. Así como, un método in vitro de búsqueda de agentes para tratamiento o prevención del cáncer.Consejo Superior de Investigaciones Científicas (España)A1 Solicitud de patente con informe sobre el estado de la técnic

La escritura por proyectos : "tú eres el autor"

Si las actividades de escritura de textos de ficción íntegros gozan de una cierta tradición en la etapa Primaria, en la Secundaria esta actividad decae rápidamente. Efectivamente, es difícil lograr que los alumnos de esta etapa se interesen por la escritura de narraciones completas por cuanto ya poseen una competencia lectora literaria muy superior a su capacidad de gestión de los recursos necesarios para producir un efecto digno de su aprecio. Los contenidos que deben aprenderse en estas edades, por otra parte, reclaman una mayor atención en nuestras programaciones en detrimento de los aprendizajes más globales, y el resultado, realmente paradójico, es que los alumnos de Secundaria realizan muchos más ejercicios y redacciones cortas que no actividades completas y extensas de escritura

Red Supergiant Candidates for Multimessenger Monitoring of the Next Galactic Supernova

We compile a catalog of 598 highly probable and 79 likely red supergiants (RSGs) of the Milky Way, which represents the largest list of Galactic RSG candidates to date. We matched distances measured by Gaia DR3, 2MASS photometry, and a 3D Galactic dust map to obtain luminous bright late-type stars. Determining the stars' bolometric luminosities and effective temperatures, we compared to Geneva stellar evolution tracks to determine likely RSG candidates, and quantified contamination using a catalog of Galactic AGB in the same luminosity-temperature space. We add details for common or interesting characteristics of RSG, such as multi-star system membership, variability, and classification as a runaway. As potential future core-collapse supernova (SN) progenitors, we studied the ability of the catalog to inform the Supernova Early Warning System (SNEWS) coincidence network made to automate pointing, and show that for 3D position estimates made possible by neutrinos, the number of progenitor candidates can be significantly reduced, improving our ability to observe the progenitor pre-explosion and the early phases of the core-collapse supernova.Comment: 21 pages, 10 figures, 5 table. Comments welcom

La intervenció logopèdica en nounats prematurs que presenten disfàgia : revisió sistemàtica de la pràctica clínica actual basada en evidència científica (PBE) i plantejament d'una nova proposta d'intervenció

Durant les últimes dècades, el nombre de naixements prematurs ha augmentat, així com també la taxa de supervivència dels nadons nascuts en aquestes situacions. Dins la clínica de la prematuritat hi trobem la disfàgia, i per això en el present treball es descriuen les causes que té en aquest grup etiològic, es repassa l'anatomofisiologia de la deglució en lactants i es concreta el seu desenvolupament embrionari, es parla de la intervenció que s'hi dona des de la logopèdia, i, per últim, es planteja una nova proposta d'intervenció des d'aquest camp, donada la necessitat de maximitzar i millorar les eines terapèutiques per tenir-ne cura.A lo largo de las últimas décadas, el número de nacimientos prematuros se ha visto aumentado, así como también la tasa de supervivencia de los bebés nacidos en dichas circunstancias. La mayoría de ellos presenta disfagia orofaríngea, una condición que dificulta o imposibilita la alimentación oral, llegando a poder poner en riesgo su vida a causa de desnutrición o broncoaspiración. Este trabajo tiene 3 grandes objetivos: comprender la etiología y la fisiopatología de la disfàgia en prematuros, conocer la intervención logopédica actual que puede ayudar al recién nacido a superarla en un breve periodo de tiempo, y proponer una intervención innovadora para tratarla.During the last decades, the number of preterm births has been increased, as well as the rate of survival of preterm newborn. Most of them present oropharyngeal dysphagia, a condition that complicates or makes impossible oral feeding and could even lead them to death, because of malnutrition or bronchoaspiration. This study has 3 principal objectives: to understand dysphagia's etiology and pathophysiology in premature infants, to know Speech and Language Pathology's intervention that can help these newborn babies overcome dysphagia in a short period of time, and to propose an innovative intervention to treat it

Restriction Factors: From Intrinsic Viral Restriction to Shaping Cellular Immunity Against HIV-1

Antiviral restriction factors are host cellular proteins that constitute a first line of defense blocking viral replication and propagation. In addition to interfering at critical steps of the viral replication cycle, some restriction factors also act as innate sensors triggering innate responses against infections. Accumulating evidence suggests an additional role for restriction factors in promoting antiviral cellular immunity to combat viruses. Here, we review the recent progress in our understanding on how restriction factors, particularly APOBEC3G, SAMHD1, Tetherin, and TRIM5α have the cell-autonomous potential to induce cellular resistance against HIV-1 while promoting antiviral innate and adaptive immune responses. Also, we provide an overview of how these restriction factors may connect with protein degradation pathways to modulate anti-HIV-1 cellular immune responses, and we summarize the potential of restriction factors-based therapeutics. This review brings a global perspective on the influence of restrictions factors in intrinsic, innate, and also adaptive antiviral immunity opening up novel research avenues for therapeutic strategies in the fields of drug discovery, gene therapy, and vaccines to control viral infections

Red supergiant candidates for multimessenger monitoring of the next Galactic supernova

We compile a catalogue of 578 highly probable and 62 likely red supergiants (RSGs) of the Milky Way, which represents the largest list of Galactic RSG candidates designed for continuous follow-up efforts to date. We match distances measured by Gaia DR3, 2MASS photometry, and a 3D Galactic dust map to obtain luminous bright late-type stars. Determining the stars' bolometric luminosities and effective temperatures, we compare to Geneva stellar evolution tracks to determine likely RSG candidates, and quantify contamination using a catalogue of Galactic AGB in the same luminosity-temperature space. We add details for common or interesting characteristics of RSG, such as multistar system membership, variability, and classification as a runaway. As potential future core-collapse supernova progenitors, we study the ability of the catalogue to inform the Supernova Early Warning System (SNEWS) coincidence network made to automate pointing, and show that for 3D position estimates made possible by neutrinos, the number of progenitor candidates can be significantly reduced, improving our ability to observe the progenitor pre-explosion and the early phases of core-collapse supernovae

Automatic polyp detection using microwave endoscopy for colorectal cancer prevention and early detection: phantom validation

A system to integrate microwave imaging with optical colonoscopy is presented. The overarching goal is to improve the prevention and early diagnosis of one of the main health and economic burdens of an increasingly aging population, i.e., colorectal cancer. For a colonoscopy, the gold standard for colorectal cancer diagnosis, 22% of polyps are not detected, and the risk of cancer after a negative colonoscopy can be up to 7.9%. To remedy this, a microwave imaging system able to generate an alarm when a polyp is detected is designed, manufactured and validated with a colon phantom composed of tissue-mimicking oil-gelatin materials reproducing the anatomy and dielectric properties of a human colon with a polyp. The acquisition was performed by a miniaturized ring-shaped switched array of 16 antennas attachable at the tip of a conventional colonoscope. This has been conceived to satisfy endoscopy size restrictions, patient safety and intercompatibility with current clinical practice. A Modified Monofocusing imaging method preceded by a previous frame average subtraction as a calibration technique shows a perfect detection of a 10-mm polyp (100% sensitivity and specificity) in the eight analyzed trajectories. The phantom results demonstrate the feasibility of the system in future preclinical trials.The work of Alejandra Garrido was supported by DIN2019-010857. The work of Roberto Sont, Ignasi Belda, and Marta Guardiola was supported in part by the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme under Grant 960251 and in part by the European Institute of Innovation and Technology (EIT). The work of Jordi Romeu was supported by PID2019-107885GB-C31/AEI/10.13039/501100011033.Peer ReviewedPostprint (published version