Coupling single molecule magnets to quantum circuits

In this work we study theoretically the coupling of single molecule magnets (SMMs) to a variety of quantum circuits, including microwave resonators with and without constrictions and flux qubits. The main results of this study is that it is possible to achieve strong and ultrastrong coupling regimes between SMM crystals and the superconducting circuit, with strong hints that such a coupling could also be reached for individual molecules close to constrictions. Building on the resulting coupling strengths and the typical coherence times of these molecules (of the order of microseconds), we conclude that SMMs can be used for coherent storage and manipulation of quantum information, either in the context of quantum computing or in quantum simulations. Throughout the work we also discuss in detail the family of molecules that are most suitable for such operations, based not only on the coupling strength, but also on the typical energy gaps and the simplicity with which they can be tuned and oriented. Finally, we also discuss practical advantages of SMMs, such as the possibility to fabricate the SMMs ensembles on the chip through the deposition of small droplets.Comment: 23 pages, 12 figure

Large quantum nonlinear dynamic susceptibility of single-molecule magnets

The nonlinear dynamical response of Mn$_{12}$ single-molecule magnets is experimentally found to be very large, quite insensitive to the spin-lattice coupling constant, and displaying peaks reversed with respect to classical superparamagnets. It is shown that these features are caused by the strong field dependence of the relaxation rate due to the detuning of energy levels between which tunneling takes place. The nonlinear susceptibility technique, previously overlooked, is thus proposed as a privileged probe to ascertain the occurrence of quantum effects in mesoscopic magnetic systems.Comment: 4 pages, 4 figure

Mejora de las propiedades mecánicas y compatibilidad de mezclas de PHBV/PLA con plastificantes comerciales de origen bio

Actas del Congreso publicadas por ed. Compobell. ISBN 978-84-942655-8-7Mezclas de poli (3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBV) y ácido poliláctico (PLA) se prepararon con un plastificante comercial funcionalizado de origen bio. La morfología obtenida, así como las propiedades mecánicas y dinamo-mecánicas de probetas inyectadas se ha evaluado observándose una mejora en la compatibilidad del PHBV y el PLA y un aumento en la deformación a rotura en tracción.A number of samples of poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) and polylactic acid (PLA) were treated with a commercial funcionalised bio plasticiser. The relevant assessment was made on the morphology and both the mechanic and dynamo-mechanic properties obtained in the injected test tubes. An improvement in terms of compatibility between PHBV and PLA has been observed, as well as an increase in strain at break in tensile testing.Ministerio de Economía y Competitividad (proyecto MAT2012-38947-C02-01) y Pla de Promoció de la Investigació de la Universitat Jaume I (PREDOC / 2012/32

Influencia del Porcentaje de SiCp en el Comportamiento a la Corrosión de la Aleación AA6061 Obtenida por Compactación Isostática

Se ha estudiado el comportamiento a la corrosión de materiales compuestos A6061/SiCp obtenidos por compactación isostática y extrusión en caliente de polvos mediante ensayos de polarización cíclica. El estudio de la naturaleza de los productos de corrosión se ha llevado a cabo mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) después de la realización de los ensayos, con objeto de estudiar la influencia de la proporción de refuerzo en el comportamiento a la corrosión. El proceso de corrosión está significativamente influenciado por la adición de partículas reforzantes, debido a que las intercaras matriz/SiCp son centros preferentes de ataque localizado por picadura

Analytic structure of the S-matrix for singular quantum mechanics

The analytic structure of the S-matrix of singular quantum mechanics is examined within a multichannel framework, with primary focus on its dependence with respect to a parameter (Ω) that determines the boundary conditions. Specifically, a characterization is given in terms of salient mathematical and physical properties governing its behavior. These properties involve unitarity and associated current-conserving Wronskian relations, time-reversal invariance, and Blaschke factorization. The approach leads to an interpretation of effective nonunitary solutions in singular quantum mechanics and their determination from the unitary family.Fil: Camblong, Horacio E.. University of San Francisco; Estados UnidosFil: Epele, Luis Nicolas. 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; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Laboratorio de Física Teórica; ArgentinaFil: Fanchiotti, Huner. 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; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Laboratorio de Física Teórica; ArgentinaFil: García Canal, 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; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Laboratorio de Física Teórica; Argentin

Preparation of polymeric nanocarriers with response to visible light

El uso de copolímeros bloque anfífilos para la preparación de micelas o vesículas poliméricas, capaces de actuar como nanotransportadores de fármacos para la encapsulación y liberación controlada de los mismos, ha sido ampliamente descrito en la bibliografía.La introducción de moléculas con capacidad de responder a la luz en este tipo de autoensamblados es particularmente interesante ya que la luz es un estímulo que se puede controlar de forma espacio-temporal. En particular, los derivados de azobenceno (capaces de isomerizar de trans a cis al ser irradiados con luz de longitud de onda adecuada) han sido ampliamente descritos en la bibliografía. Este tipo de cromóforos han sido introducidos en copolímeros bloque pudiendo inducir cambios morfológicos en los nanotransportadores derivados de los mismos, al ser éstos irradiados, lo que puede conducir a la liberación controlada de moléculas previamente encapsuladas. Sin embargo, los sistemas descritos en la bibliografía hacen uso de la luz UV como fuente de excitación, la cual es dañina para los tejidos biológicos, lo que limita su aplicación. Una alternativa interesante podría ser el uso en copolímeros bloque anfífilos de nuevos cromóforos que presenten respuesta en la región visible o infrarroja cercana, puesto que son menos dañinas y tienen más penetración en los tejidos.Por otro lado, en los últimos años se ha producido un auge en la aplicación de la química supramolecular a polímeros. Concretamente, los polímeros supramoleculares permiten el acceso a nuevos tipos de materiales basados en la naturaleza dinámica de las interacciones supramoleculares (principalmente sistemas “host-guest” y enlaces de hidrógeno). Otra gran ventaja de estos sistemas es la de poder preparar una gran cantidad de materiales distintos partiendo de unos pocos precursores, combinándolos mediante el uso de las interacciones supramoleculares mencionadas.Con todo esto se plantean dos grandes objetivos. En primer lugar, la preparación de nanotransportadores poliméricos con respuesta a la luz fuera de la región UV y, en segundo lugar, el uso de la química supramolecular para preparar copolímeros bloque anfífilos, y su autoensamblaje para generar nanotransportadores con respuesta a la luz. En concreto para los distintos capítulos los objetivos han sido los siguientes:• La preparación de copolímeros bloque anfífilos basados en unidades de orto-tetrametoxiazobenceno, con respuesta a la luz verde y roja, su autoensamblado en agua y el estudio de su fotorrespuesta a dichas longitudes de onda (Capítulo 2).• La preparación de copolímeros bloque anfífilos basados en un sistema formado por derivados de 4-alquilaminoazobenceno, capaces de responder a longitudes de onda fuera de la región UV, y derivados de naftaleno que puede actuar como sensibilizador (a uno o dos fotones) para provocar la excitación de la unidad azobenceno. La incorporación de ambos derivados en los copolímeros bloque mediante dos aproximaciones: unión covalente en la misma unidad de ambos de tipos de derivados o incorporación independiente, como comonómeros, a la estructura polimérica. El autoensamblado en agua de los diferentes copolímeros bloque y el estudio de la fotorrespuesta de los mismos. El uso de la química supramolecular para introducir dichas unidades en polímeros con unidades complementarias (Capítulo 3).• La preparación de copolímeros bloque basados en guanina, capaz de formar enlaces de hidrógeno con unidades complementarias de citosina, así como la introducción de derivados de azobenceno con grupos terminales de citosina y el autoensamblado de dichos sistemas en agua (Capítulo 4).<br /

Hunting long-lived gluinos at the Pierre Auger Observatory

Eventual signals of split sypersymmetry in cosmic ray physics are analyzed in detail. The study focusses particularly on quasi-stable colorless R-hadrons originating through confinement of long-lived gluinos (with quarks, anti-quarks, and gluons) produced in pp collisions at astrophysical sources. Because of parton density requirements, the gluino has a momentum which is considerable smaller than the energy of the primary proton, and so production of heavy (mass ~ 500 GeV) R-hadrons requires powerful cosmic ray engines able to accelerate particles up to extreme energies, somewhat above 10^{13.6} GeV. Using a realistic Monte Carlo simulation with the AIRES engine, we study the main characteristics of the air showers triggered when one of these exotic hadrons impinges on a stationary nucleon of the Earth atmosphere. We show that R-hadron air showers present clear differences with respect to those initiated by standard particles. We use this shower characteristics to construct observables which may be used to distinguish long-lived gluinos at the Pierre Auger Observatory.Comment: 13 pages revtex, 9 eps figures. A ps version with high resolution figures is available at http://www.hep.physics.neu.edu/staff/doqui/rhadron_highres.p

Numerical Simulations And Laboratory Measurements In Hydraulic Jumps

Hydraulic jump is one of the most extended and effective mechanism for hydraulic energy dissipation. Usually, hydraulic jump characteristics have been studied through physical models. Nowadays, computational fluid dynamics (CFD) are an important tool that can help to analyze and to understand complex phenomena that involve high turbulence and air entrainment cases. Free and submerged hydraulic jumps with Froude numbers from 2.9 to 5.5 are studied in a rectangular channel downstream a sluice gate. Velocity measurements with different flow rates are carried out by using Acoustic Doppler Velocimeter (ADV) and Particle Image Velocimeter (PIV) instrumentations. In this paper, laboratory measurements are used to calibrate and to validate open source and commercial CFD programs. Air-water two-phase flows are considered in the simulations. The closure problem is solved by using different turbulence models. Water depths, hydraulic jumps lengths, velocity profiles and energy dissipation rates are compared with laboratory measurements and other referenced results

Lower Bounds on Quantum Annealing Times

The adiabatic theorem provides sufficient conditions for the time needed to prepare a target ground state. While it is possible to prepare a target state much faster with more general quantum annealing protocols, rigorous results beyond the adiabatic regime are rare. Here, we provide such a result, deriving lower bounds on the time needed to successfully perform quantum annealing. The bounds are asymptotically saturated by three toy models where fast annealing schedules are known: the Roland and Cerf unstructured search model, the Hamming spike problem, and the ferromagnetic p-spin model. Our bounds demonstrate that these schedules have optimal scaling. Our results also show that rapid annealing requires coherent superpositions of energy eigenstates, singling out quantum coherence as a computational resource.Comment: accepted to PR