Inhomogeneity and disorder in ultrafast phase transitions

In the recent decades, there has been a surge of interest in the wide array of emergent phenomena found in strongly correlated materials. Understanding the inner workings of this type of systems is a major challenge due to the complex way in which multiple degrees of freedom, such as electronic, structural and spin, interact with each other and themselves in non-trivial fashion. One of the most striking outcomes of these subtle interactions in correlated materials is the richness of their phase diagrams, which include exotic states that still elude a complete physical description. It is in the transition from one phase to another where the insights into the complex microscopic mechanisms may be most readily found, and so the study of phase transitions has become a staple in correlated materials science. The experimental techniques used to track phase transitions are steadily becoming more precise and, with the improvements, previously overlooked aspects of a phase transition become more apparent, such as inhomogeneity or disorder, which add another layer of complexity that may clash with our current understanding. This is particularly important in the relatively young field of ultrafast studies of correlated materials, which tackles these systems in a largely uncharted territory: non-equilibrium situations. In this thesis, we develop novel experimental techniques which push towards an assessment of disorder and/or inhomogeneity in non-equilibrium phase transitions, while still being able to accurately track the dynamics of the degrees of freedom involved. We then apply these techniques in two systems of current interest: La0.5Sr1.5MnO4, a prototypical layered manganite, and VO2, one of the most emblematic correlated materials. For La0.5Sr1.5MnO4, we introduce an all-optical tabletop pump-probe setup that is able to track the ultrafast melting of charge- and orbital-order parameter with high accuracy. We show how, in contrast with previous descriptions, the transition is incoherent and fits with the paradigm of an order-disorder process. A key factor in these dynamics, which is sometimes overlooked, is spatial phase separation into the depth of the material. With our setup, the role of initial inhomogeneity and its evolution can be readily tested. For VO2, we employ facility-scale X-ray sources to directly image phase inhomogeneity in the metal-to-insulator transition with coherent X-ray diffraction techniques. We show quantitative imaging of phase separation and domain growth statically, which in our experimental setups should be able to distinguish intermediate phases appart from the usual monoclinic insulator and rutile metal. We find no evidence of previously claimed intermediate phases such as monoclinic metal VO2. Finally, we show the first non-scanning spatially-resolved observation of the ultrafast phase transition in VO2 with nanometer resolution, where we identify a global, prompt change in the domain pattern in the femtosecond scale.En las últimas décadas hemos podido observar un gran aumento en el interés sobre la gran variedad de fenómenos emergentes que se pueden encontrar en los materiales fuertemente correlacionados. Comprender los mecanismos internos de este tipo de sistemas supone un gran desafío, debido a la complejidad con la que múltiples grados de libertad, como el electrónico, esctructural o spin, interactúan entre ellos y si mismos de forma no-trivial. Uno de los resultados más llamativos de éstas sutiles interacciones en materiales correlacionads es la riqueza de sus diagramas de fase, los cuales incluyen estados exóticos para los que todavía no se dispone de una descripción física completa. Es precisamente en la transición de una fase a otra donde el conocimiento sobre las complejas interacciones microscópicas estan a un mayor alcance y, por ello, el estudio de las transiciones de fase es fundamental en el campo de los materiales fuertemente correlacionados. Las técnicas experimentales que se usan para observar cambios de fase son cada vez más precisas y, gracias a estas mejoras, aspectos de las transiciones previamente pasados por alto se vuelven evidentes. Es el caso de la heterogeneidad o el desorden, que añaden otra capa de complejidad que puede entrar en conflicto con nuestro conocimiento actual. Esto es particularmente importante en el relativamente joven campo de los estudios ultrarrápidos en materiales correlacionados, que emprende el estudio de estos materiales en un territorio ampliamente inexplorado: el no equilibrio. En esta tesis hemos desarrollado novedosas técnicas experimentales con el objetivo de evaluar el efecto del desorden y/o la heterogeneidad en cambios de fase en el no equilibrio, siempre manteniendo una observación precisa de las dinámicas de los grados de libertad involucrados. Hemos puesto en práctica estas técnicas en dos sistemas de actualidad: La0.5Sr1.5MnO4, una manganita prototípica, y VO2, uno de los materiales correlacionados más emblemático. Para el estudio del La0.5Sr1.5MnO4, presentamos un montaje experimental óptico del tipo \textit{pump-probe}, que permite observar la destrucción ultrarrápida de la ordenación orbital y de carga con gran precisión. Mostramos cómo, contrastando con descripciones previas, la transición es incoherente y resulta compatible con el paradigma de un cambio de fase mediante un proceso de orden-desorden. Otro elemento clave en estas dinámicas, en ocasiones pasado por alto, es la presencia de separación de fase en la dirección en profundidad del material. Con nuestra técnica, el papel de la heterogeneidad inicial y su evolución pueden ser estudiados. Para el estudio del VO2 hemos empleado fuentes de rayos-X de gran escala para tomar imágenes directas de la heterogeneidad de fase en la transición metal-a-aislante por medio de ténicas difractivas coherentes. Presentamos imágenes con información cuantitativa sobre la separación de fase y crecimiento de dominios en función de la temperatura. Con nuestra puesta en práctica de estas técnicas podemos distinguir fases intermedias entre aislante monoclínico y conductor rutilo. No encontramos ninguna prueba de la presencia de fases intermedias previamente sugeridas, como el VO2 en presentación de metal monoclínico. Finalmente, mostramos la primera observación (con una técnica no basada en barridos) de la transición de fase ultrarrápida en VO2 con resolución espacial de nanómetros, en la que identificamos un cambio inmediato y global de la distribución de dominios en una escala de femtosegundos.Postprint (published version

Research overview and ugrinvestiga: bibliometric indicators and scientific visibility practices

Presentación realizada en el contexto de la 7th Staff Training Week within the Erasmus Staff Mobility Programme celebrada en Granada durante el 16-20 de May

Bibliometrics in practice: how to generate reports for institutions

In an institutional context and at a professional level, one of our main tasks is to carry out bibliometric reports; actually these studies are essential because they are used by managers to make decisions (distribution of funds, recruitment of personnel, planning of research lines, …). In this talk we will explain how to make a global bibliometric report of an institution, we use as a case study the University of Granada. We focus in these topics. 1) General considerations: target, selection of indicators, objetives, …) 2) what sources of information can be used. 3) How to contextualize and interpret the indicators. 4) How to compare the results with other institutions (Benchmarking). 5) How to make graphs and tables. 6) dissemination of results and dataEuropean Summer School for Scientometrics - ess

Uso de las concesiones acuicolas de mar en la industria salmonera de Chile

El presente trabajo es una revisión sobre las concesiones de acuicultura del salmón en la zona sur de Chile, específicamente entre las regiones de Los Lagos y Magallanes. La industria del salmón en Chile ha tenido un incremento en ingresos y producción, que se redujo por el virus ISA entre los años 2008 y 2009, pero tuvo una recuperación posterior. Se comenta sobre los aspectos de costos y tópicos de manejo desde los puntos de vista técnico, económico y legal asociados a la industria del salmón. Palabras clave: acuicultura, concesiones, producción, salmones

Aportes y desafíos en la evaluación de políticas y programas de mejoramiento educativo: reflexiones desde nuestra práctica de evaluación en Chile

A partir de nuestra experiencia de evaluadores-investigadores en el ámbito educacional, el artículo identifica hallazgos claves para el diseño e implementación de la política educativa, y se detiene en desafíos metodológicos que enfrenta la evaluación de políticas y programas de mejoramiento escolar en la actualidad. El artículo reconoce que el desarrollo de la evaluación educativa en Chile ha permitido advertir las insuficiencias en la reforma educativa implementada en las últimas dos décadas, y que los nuevos desafíos de la reforma emplazan a la evaluación educativa a profundizar y diversificar sus temáticas y aproximaciones metodológicas. Los autores sostienen que en la actualidad resulta urgente profundizar el estudio cualitativo de los procesos escolares a un nivel micro, en particular aquellos que se detienen en lógicas de de acción de los actores involucrados y en las practicas de gestión y de aula imperantes en los colegios. A partir de esta constatación el artículo plantea consideraciones metodológicas para el estudio de procesos y prácticas claves en los colegios y se detiene en algunos desafíos para la política educativ

The Moments of the Hydrogen Atom by the Method of Brackets

Expectation values of powers of the radial coordinate in arbitrary hydrogen states are given, in the quantum case, by an integral involving the associated Laguerre function. The method of brackets is used to evaluate the integral in closed-form and to produce an expression for this average value as a finite sum

Evaluación de las licitaciones entre empresas generadoras y distribuidoras en el mercado mayorista regulado del sector eléctrico

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo evaluar el desempeño del mercado mayorista regulado, luego de la introducción de competencia en la segunda generación de reformas iniciadas en el año 2006 con la Ley N° 28832, Ley para asegurar el desarrollo eficiente de la generación eléctrica. Con la nueva Ley, se introdujeron mecanismos de competencia en el mercado mayorista del sector eléctrico peruano, a fin de asegurar la cobertura del servicio eléctrico regulado en el largo plazo, mediante el uso de licitaciones para la compra y venta de energía entre las distribuidoras de electricidad y los generadores. Los procesos licitatorios para la compra de energía pueden analizarse para conocer si cumplen con los objetivos deseados y si superaron los problemas del aseguramiento del servicio eléctrico mediante contratos de largo plazo, problemas que se manifestaron en la crisis del año 2004 y que dieron origen a las llamadas reformas de segunda generación en el sector eléctrico. Un tema importante que trata el presente trabajo es determinar si las normas y los procedimientos que se han establecidos en el marco de la ley, están generando los incentivos necesarios para conseguir eficiencia de precios y si estos precios, sumados a las condiciones de seguridad y estabilidad del mercado, hace posible que los agentes realicen las inversiones en generación, que permitan asegurar la cobertura y confiabilidad del servicio en el largo plazo. Los procesos licitatorios convocados por las distribuidoras constituyen el mecanismo de compra de energía más conveniente necesita de ajustes, a fin de permitir que las distribuidoras pequeñas en demanda consigan los mismos resultados en términos de precios y cobertura que obtienen las distribuidoras grandes. A pesar de que la ley exige el aseguramiento del servicio regulado, las generadoras tienen incentivos a presentar sus ofertas por volúmenes mayores de energía. Esto se puede verificar en los procesos de segundas convocatorias para completar la demanda no contratada, donde la cantidad de postores es mínima. Asimismo, se ha considerado el tema de las licitaciones realizadas a través de Proinversión, las cuales podrían estar produciendo distorsiones en el mercado mayorista regulado y dando señales contradictorias a los agentes, considerando los esfuerzos normativos del sector para introducir mecanismos de competencia buscando que los precios e inversiones respondan a las necesidades del mercado. Por último, se evalúa si las condiciones del mercado permiten crear un mercado para obtener precios eficientes de potencia