Critical behavior of the single-particle spectral weight in the ionic Hubbard model

6 págs.; 7 figs.; PACS number s : 71.10.Fd, 71.10.Hf, 71.30. hWe show in this paper that the single-particle spectral-weight function (SWF) of the one-dimensional ionic Hubbard model at half filling exhibits critical behavior, as a function of the on-site repulsion U, near the chemical potential. The calculation has been carried out within the framework of the cluster perturbation theory approach of Senechal, Phys. Rev. Lett 84, 522 (2000). As U increases, the SWF at kF=±π 2 (the Fermi points) jumps from the two-peak structure (plus two weak side peaks) characteristic of low U<Uc to a four-peak structure beyond Uc where all the peaks have about the same spectral weight. This abrupt spectral-weight transfer from the inner to the outer peaks can be traced to the ionic-neutral transition characteristic of this system and seems to correspond to the first critical point of the two-point scenario discussed in the literature. It is accompanied by a nonvanishing minimum of the single-particle charge gap. As U increases further, the system evolves gradually into a Mott-Hubbard insulator. No other signatures of abrupt change are detected in the SWF. These results are discussed in the light of photoelectron spectroscopic measurements of quasi-one-dimensional materials. © 2005 The American Physical Society.We acknowledge the financial support of the Spanish DGICYT through Project No. BFM 2002-01594.Peer Reviewe

Temperature-dependent gaps in the half-filled Hubbard model on a triangular lattice

6 págs.; 8 figs.; PACS number(s): 71.15.Mb, 73.20.At, 75.30.FvThe evolution of gaps in the one-electron density of states for the half-filled Hubbard model on a triangular lattice is studied as a function of both the temperature and the coupling constant (Hubbard U) using quantum Monte Carlo. The formation of gaps (or pseudogaps) at finite temperature allows us to distinguish between three regimes: (1) A strong-coupling Mott-Hubbard regime, characterized by a gap, which persists even at high temperatures; (2) a weak-coupling paramagnetic regime, characterized by the absence of a pseudogap at any finite temperature; and (3) an intermediate-coupling spin-density-wave regime, characterized by a pseudogap, which appears when U is increased beyond a critical (temperature-dependent) value. The behavior of the √3 × √3 adlayer structures on fourth-group semiconductor surfaces is briefly commented upon in the light of the above discussion. ©2002 The American Physical SocietyThis work was supported by the DGICYT (Spain) Project No. PB98-0683.Peer Reviewe

El papel de la ciencia en la cultura: un recorrido didáctico por la física

11 páginas; 8 figuras; Edición: Esteban Moreno GómezEste artículo tiene como objetivo realizar un recorrido rápido por la historia de nuestra sociedad, poniendo de manifiesto la relación que existe entre ciencia y desarrollo social. Consideramos que la educación consiste en realizar ese recorrido, de tal manera que el niño reciba los valores y conocimientos que lo sitúen en el momento histórico en el que va a vivir.CSIC y FBBV

Un mapa cultural para situar la enseñanza de la ciencia: la revolución científica y el fin del aristotelismo

PDF de 12 páginas con texto e imágenes en color. Editor: Esteban Moreno GómezEn este artículo describiremos la evolución del paradigma científico desde la cultura clásica hasta la revolución científica. En artículos posteriores nos ocuparemos de los periodos restantes. Imaginaremos que todo tienen lugar en un escenario cuyo telón de fondo es común a todos ellos, una especie de tapiz imaginario que representa el eje temporal de la historia. En él se pueden distinguir los periodos artísticos que conforman el armazón cultural sobre el que queremos situar la historia de la ciencia. El objetivo de este enfoque es doble. Por un lado se logra ordenar los conocimientos científicos siguiendo un patrón temporal, engarzándolos con los hitos históricos que forman parte del bagaje cultural de los maestros, de tal manera que entiendan el papel de la ciencia como vertebrador de la cultura. Por otro lado, se expone claramente la relación entre conocimiento científico y progreso social, conexión fundamental sin la cual es imposible entender la evolución de la especie humana.CSIC FBBV

El papel de la ciencia en la cultura : un recorrido didáctico por la física

Resumen basado en el de la publicaciónSe realiza un recorrido rápido por la historia de la sociedad, poniendo de manifiesto la relación que existe entre ciencia y desarrollo social. Se considera que la educación consiste en realizar ese recorrido, de tal manera que el niño reciba los valores y conocimientos que lo sitúen en el momento histórico en el que va a vivir. La ciencia es el mayor factor de transformación de la sociedad. La mayoría de los cambios de paradigma y alteraciones en la estructura de la sociedad han estado impulsados por avances importantes en el conocimiento científico, constituyendo una parte esencial de la cultura. Otra característica de los seres humanos es la capacidad de aplicación de los conocimientos científicos que ha desarrollado para modificar el medio en el que vive. Esto convierte a la especie humana en la especie más agresiva para el preservar o destruir el planeta, por lo que hay que educar a los niños de manera que sean conscientes de ello.ES

La estructura de las revoluciones científicas y el caso especial de la óptica

21 páginas / 22 imágenes / 9 referencias bibliográficas. Los autores se dedican a la investigación en nuevos métodos de la enseñanza de la ciencia. Ilustraciones: Alejandro Martínez de AndrésEn este trabajo exponemos el esquema propuesto por Kuhn sobre la estructura de las revoluciones científicas y lo utilizamos para presentar el caso especial de la historia de la óptica, en lo que se refiere a los modelos corpuscular y ondulatorio. El objetivo es poner de manifiesto la coexistencia de dos teorías totalmente diferentes, la corpuscular y la ondulatoria, señalando la diferencia entre el proceso de sustitución de un modelo por otro, como en el caso de el universo de Ptolomeo por el de Copérnico, y el de convivencia de dos representaciones aparentemente incompatibles del mismo fenómeno. La paradoja de la doble naturaleza, la corpuscular de Newton (1704) y la ondulatoria de Young (1801) todavía persiste. De Broglie extendió en 1924 esta doble naturaleza a todas las partículas, con su teoría de onda asociada. En la actualidad la naturaleza de la luz es objeto de importantes trabajos de investigación.CSIC / FBBVAS

Un mapa cultural para situar la enseñanza de la ciencia : la revolución científica y el fin del aristotelismo

Resumen basado en el de la publicaciónSe describe la evolución del paradigma científico desde la cultura clásica hasta la revolución científica. Se imagina que todo tiene lugar en un escenario cuyo telón de fondo es común a todos ellos, una especie de tapiz imaginario que representa el eje temporal de la historia. En él se pueden distinguir los periodos artísticos que conforman el armazón cultural sobre el que se quiere situar la historia de la ciencia. El objetivo del enfoque es doble. Por un lado se logra ordenar los conocimientos científicos siguiendo un patrón temporal, engarzándolos con los hitos históricos que forman parte del bagaje cultural de los maestros, de tal manera que entiendan el papel de la ciencia como vertebrador de la cultura. Por otro lado, se expone claramente la relación entre conocimiento científico y progreso social, conexión fundamental sin la cual es imposible entender la evolución de la especie humana.ES

Construcción y estudio de una máquina de vapor sin partes móviles

14 páginas,23 imágenes a color. Serie el CSIC en la Escuela. Diseño, ilustraciones y maquetación: Alejandro Martínez de Andrés.En este trabajo presentamos una propuesta de aplicación al aula, basada en el estudio de un caso concreto,el conocido motor de vapor sin piezas móviles originario del siglo xix, patentado por Tomas Piot en el Reino Unido en 1891 y subsiguientemente patentada en otros países por diferentes inventores. El estudio de la máquina, realmente ingeniosa, se presenta inicialmente de manera que se comprenda de una forma intuitiva y se trata con detalle el proceso de construcción. Una vez que el alumno se ha familiarizado con la máquina y su funcionamiento, el conocimiento que ha adquirido se puede utilizar para introducirle en los principios físicos de su funcionamiento claves en el desarrollo industrial de la máquina de vapor, protagonista de la revolución industrial. Se proponen otras experiencias para el aula para asimilar el principio de acción-reacción y la conservación de la cantidad de movimiento. Esta aplicación para el aula se contempla como complemento a los cursos de formación del profesorado sobre mecánica que imparten los autores.CSIC FBBVAS

La estructura de las revoluciones científicas y el caso especial de la óptica

Resumen basado en el de la publicaciónSe expone el esquema propuesto por Kuhn sobre la estructura de las revoluciones científicas y se utiliza para presentar el caso especial de la historia de la óptica, en lo que se refiere a los modelos corpuscular y ondulatorio. El objetivo es poner de manifiesto la coexistencia de dos teorías totalmente diferentes, la corpuscular y la ondulatoria, señalando la diferencia entre el proceso de sustitución de un modelo por otro, como en el caso del universo de Ptolomeo por el de Copérnico, y el de convivencia de dos representaciones aparentemente incompatibles del mismo fenómeno. La paradoja de la doble naturaleza, la corpuscular de Newton (1704) y la ondulatoria de Young (1801) todavía persiste. De Broglie extendió en 1924 esta doble naturaleza a todas las partículas, con la teoría de onda asociada. En la actualidad la naturaleza de la luz es objeto de importantes trabajos de investigación.ES

Análisis termodinámico de un diseño conceptual de máquina de vapor debida a Papin

24 páginas, 22 imágenes a color. Serie el CSIC en la Escuela. Diseño y maquetación: Alejandro Martínez de Andrés Ilustraciones: Luis Martínez Sánchez y Alejandro Martínez de AndrésLos diseños conceptuales describen máquinas que no están destinadas a la producción, pero que presentan todos los elementos necesarios y básicos de funcionamiento. Este es el caso de la máquina de vapor de Papin, de 1690, que producía trabajo utilizando el efecto de la presión atmosférica sobre el émbolo de un cilindro en cuyo interior se había producido un vacío parcial. Este tipo de máquinas, llamadas atmosféricas, fue utilizado hasta que Watt introdujo las de doble efecto, en 1781, casi 100 años después del prototipo de Papin. En este trabajo describimos con cierto detalle la máquina de Papin, siguiendo el camino histórico y los desarrollos conceptuales de la termodinámica que llevaron a su desarrollo y comprensión. Estos conceptos se aplicarán, en otro artículo, al estudio y construcción de una máquina de vapor sin partes móviles, un caso concreto de máquina fácil de construir en el aula en la que se materializan conceptos y procesos que introducimos en este artículo.CSIC FBBVAS