Galaxy Quenching from Cosmic Web Detachment

We propose the Cosmic Web Detachment (CWD) model, a framework to interpret the star-formation history of galaxies in a cosmological context. The CWD model unifies several starvation mechanisms known to disrupt or stop star formation into one single physical framework. Galaxies begin accreting star-forming gas at early times via a network of primordial filaments, simply related to the pattern of density fluctuations in the initial conditions. But when shell-crossing occurs on intergalactic scales, this pattern is disrupted, and the galaxy detaches from its primordial filaments, ending the accretion of cold gas. We argue that CWD encompasses known external processes halting star formation, such as harassment, strangulation and starvation. On top of these external processes, internal feedback processes such as AGN contribute to stop in star formation as well. By explicitly pointing out the non-linear nature of CWD events we introduce a simple formalism to identify CWD events in N-body simulations. With it we reproduce and explain, in the context of CWD, several observations including downsizing, the cosmic star formation rate history, the galaxy mass-color diagram and the dependence of the fraction of red galaxies with mass and local density.Comment: 20 pages, accepted for publication in OJA. High-res version: http://skysrv.pha.jhu.edu/~miguel/Papers/CWD/ms.pd

Abstract

Premi Extraordinari de Doctorat, promoció 2016-2017. Àmbit d’Enginyeria de les TICLong thought to be an unattainable ambition, self-sustainable and green-powered wireless networks are rapidly becoming a reality. This is driven by recent hardware improvements in what is known as Energy Harvesting (EH). This technology makes it possible for devices to scavenge energy from the environment, be it from solar, thermal, kinetic or other sources. One area where this idea has shown considerable promise is in Wireless Sensor Networks (WSNs). These networks consist of inexpensive, small and low-power sensors, making them a prime candidate for the deployment of energy harvesting technologies. However, when devices are equipped with these new technologies, the intermittent and random nature of the energy supply makes it necessary to take a new approach to the design of communication policies. It is the main objective of this dissertation to study, evaluate and solve problems that arise in wireless sensor networks with energy harvesting capabilities. The nature of the problems studied can be grouped into two categories. On one hand, we address problems of estimation, which arise when EH sensors collect measurements of some physical phenomenon. On the other hand, we study problems of control, which emerge when EH sensors are part of a dynamical system. First, we address the estimation problem in EH-powered wireless sensor networks. We approach the problem in a coded manner, where sensors transit their measurements to a Fusion Center (FC) digitally. We consider a point-to-point sensor-to-FC communication scenario, where the measured sources are time-correlated. We derive the transmission policies minimizing the average reconstruction distortion for both delay-constrained and delay-tolerant scenarios. Next, we study the case in which multiple sensors collaborate in the estimation of a source. In this problem, only a limited number of sensors can transmit simultaneously, due to the reduced number of sensor-to-FC channels. The goal is to jointly design the power allocation and sensor selection policies that minimize the average reconstruction distortion. However, this problem is not convex. To overcome this, we propose two policies, an iterative joint policy that finds a stationary solution of the original problem; and a heuristic separate policy in which the optimal power allocation is given by a convex optimization problem. Both policies are related to each other in the fact that the latter can be used as an initialization point of the former iterative policy. Further, as an alternative approach to the problem, we have also proposed the use of sparsity-promoting techniques. Then, we turn our attention to problems of a control nature in energy harvesting communication networks. First, we study the problem of jointly routing and scheduling traffic in a communication network with EH-powered nodes. The routing-scheduling policies proposed act as a generalization the stochastic backpressure policies to energy harvesting communication networks. Specifically, we provide two policies, an easy to compute policy and a randomized policy with improved stability guarantees. Furthermore, we ensure that given sustainable data and energy arrivals, the proposed policies stabilize the data queues over all the network. Finally, we study a more general control problem in which energy harvesting sensors share a wireless medium over which they transmit measurements to their respective controllers. Since the medium is shared, simultaneous transmissions might lead to packet collisions. To overcome this issue, we propose the use of a random access scheduling policy. Furthermore, we show that given sustainable energy and stability requirements, the policies stabilize all the control systems while satisfying the energy harvesting constraints.Les xarxes sense fils auto-sostenibles i d'energia renovable s'estan converting ràpidament en una realitat. Aquest fet ve impulsat per les recents millores de hardware en el que es coneix com recol·lecció d'energia (energy harvesting). Aquesta tecnologia permet als dispositius recollir l'energia del medi ambient, ja sigui de fonts solars, tèrmiques, cinètiques o altres. No obstant, quan els dispositius estan equipats amb aquestes noves tecnologies, la naturalesa intermitent i aleatòria del subministrament d'energia fa necessari adoptar un nou enfocament per al disseny de les polítiques de comunicació. És l'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral estudiar, avaluar i resoldre problemes que sorgeixen en xarxes de sensors sense fils amb capacitats de recol·lecció d'energia. D'una banda, abordem problemes d'estimació, que sorgeixen quan els sensors amb capacitats de recol·lecció d'energia recullen mesuraments d'algun fenomen físic. D'altra banda, estudiem els problemes de control, que sorgeixen quan els sensors amb capacitats de recol·lecció d'energia formen part d'un sistema dinàmic. En primer lloc, abordem el problema d'estimació en xarxes de sensors sense fils alimentats amb recol·lecció d'energia. Enfoquem el problema d'una manera codificada, on els sensors transmeten els seus mesuraments digitalment a un centre de fusió. Considerem un escenari de comunicació punt a punt de sensor a centre de fusió, on les fonts mesurades estan correlacionades temporalment. Derivem les polítiques de transmissió que minimitzen la distorsió mitjana de reconstrucció tant per als escenaris amb limitació de retard com amb tolerància al retard. A continuació, estudiem el cas en què múltiples sensors col·laboren en l'estimació d'una font. En aquest problema, només un nombre limitat de sensors pot transmetre simultàniament, a causa del nombre reduït de canals de sensor a centre de fusió. L'objectiu és dissenyar de manera conjunta les polítiques d'assignació de potència i selecció de sensors que minimitzin la distorsió mitjana de reconstrucció. No obstant, aquest problema no és convex. Per superar això, proposem dues polítiques, una política conjunta iterativa que troba una solució estacionària del problema original; i una política separada heurística en què l'assignació de potència òptima ve donada per un problema d'optimització convexa. A més, com un enfocament alternatiu al problema, també hem proposat l'ús de tècniques de promoció de la dispersió. Més tard, centrem la nostra atenció en els problemes de control en les xarxes de comunicacions amb recol·lecció d'energia. En primer lloc, estudiem el problema d'encaminament i planificació conjunta del trànsit en una xarxa de comunicacions amb nodes alimentats per recol·lecció d'energia. Les polítiques d'encaminament i planificació que proposem actuen com una generalització de les polítiques de backpressure estocàstiques per a les xarxes de comunicacions amb recol·lecció d'energia. Específicament, oferim dues polítiques, una política fàcil de calcular i una política aleatòria amb millors garanties d'estabilitat. A més, assegurem que donades arribades de dades i energia factibles, les polítiques propostes estabilitzen les cues de dades en tota la xarxa. Finalment, estudiem un problema de control més general en el qual els sensors amb recol·lecció d'energia comparteixen un mitjà sense fils sobre el qual transmeten mesuraments als seus respectius controladors. Atès que el mitjà és compartit, les transmissions simultànies poden dur a col·lisions de paquets. Per superar aquest problema, proposem l'ús d'una política de planificació d'accés aleatori. A més, demostrem que, donades necessitats d'energia i estabilitat factibles, les polítiques estabilitzen tots els sistemes de control i satisfan les restriccions imposades per la recol·lecció d'energia.Award-winningPostprint (published version

Nueva antena de ranuras axiales sobre superficie cilíndrica alimentadas desde guías sectoriales

Se estudia un nuevo tipo de alimentador para los arrays de ranuras axiales sobre cilindros conductores. Este tipo de antenas es adecuado para su utilización en radioboyas repetidores de TV FM y en todas las aplicaciones que requieran cobertura omnidireccional o selectiva en el plano acimutal. Se analizan las características de dichas antenas y se desarrolla un nuevo método de alimentación basado en la división del espacio interior del cilindro en guías sectoriales. Se realiza un modelo que se compara con los resultados obtenidos experimentalmente dando como resultado un compromiso adecuado entre complejidad analítica y cálculo

The construction of the shadow. Pre-cast façade element variations in the work of Marcel Breuer

[EN] Marcel Breuer is well known for his furniture design and his domestic architecture, being the designer of one of the fi rst tubular chairs in the 1920s, and one of the European architects that emigrated to the United States during the 1930s and 40s. As such, he took part in the introduction of the Modern Movement in America. What is not widely known is that, between the ‘60s and ‘70s, Breuer designed numerous buildings with an innovative façade system, consisting in exposed pre-cast, reinforced concrete elements. The interest of this system used by Breuer almost as an obssesion from 1960 until his retirement, was based on its extraordinary sculptural quality due to the depth of the section of its elements. Another important innovation was that the pre-cast elements of the façade are part of the structural system of the building, housing the mechanical systems, and performing multiple functions. This article explores the visual contrasts that these elements, in all their diff erent versions, recreate on the façades as a play between solid and void, as well as the movement of the shadows on them along the day. This visual contrast gives an extraordinary aesthetic quality to Breuer’s designs.[ES] Marcel Breuer es más conocido por sus diseños de mobiliario y sus viviendas unifamiliares, siendo el inventor de la silla tubular y junto con Walter Gropius uno de los introductores del llamado Estilo Internacional en los Estados Unidos. Es mucho menos conocido, que entre 1960 y 1977, Breuer diseña una numerosísima serie de proyectos desarrollando y usando un innovador sistema de fachada de paneles prefabricados de hormigón visto. El interés de este sistema empleado por Breuer, casi como una obsesión a partir de 1960 y hasta su jubilación, se basa en sus extraordinarias cualidades esculturales, la profundidad de los elementos de fachada creando un sistema de elementos de hormigón prefabricado muy profundo y su integración en el sistema estructural y de servicios del edificio. El contrate visual que estos elementos de fachada producen entre solido y vacío, así como el movimiento de las sombras sobre ellos a lo largo del día son de una extraordinaria calidad estética.Calvo Salve, M. (2022). La Construcción de la Sombra. Variaciones del elemento prefabricado de fachada en hormigón armado en las obras de Marcel Breuer. En CIAB 10. X Congreso internacional arquitectura blanca. Editorial Universitat Politècnica de València. 238-251. https://doi.org/10.4995/CIAB10.2022.13978OCS23825