Formación de defectos topológicos en la transición de fase de manganitas hexagonales

Este trabajo investiga el proceso de formación de vórtices en manganitas hexagonales tras una transición de fase de segundo orden con una simetría global. Construimos un modelo para un campo escalar de dos componentes que introduce fluctuaciones térmicas a través de un término estocástico de Langevin en las ecuaciones de movimiento. Al diferencia de prescripciones similares, en nuestro modelo la temperatura sólo aparece explícitamente en la amplitud del término estocástico, mientras que se deja que el término de masa se renormalice de forma efectiva. Efecutamos simulaciones numéricas para diferentes formas de enfriar el sistema. En nuestro análisis, diferenciamos tres regímenes dinámicos en el proceso de formación de vórtices, cada uno con un tiempo característico. Identificamos uno de estos tiempos –el tiempo de relajación de la fase del campo– como el tiempo adecuado para medir la densidad de vórtices primigenios que permite poner a prueba las predicciones del mecanismo de Kibble-Zurek.Departamento de Física Teórica, Atómica y ÓpticaDoctorado en Físic

Topological thermalization via vortex formation in ultra-fast quenches

We investigate the thermalization of a two-component scalar field across a second-order phase transition under extremely fast quenches. We find that vortices start developing at the final temperature of the quench, i.e., below the critical point. Specifically, we find that vortices emerge once the fluctuating field departures from its symmetric state and evolves towards a metastable and inhomogenous configuration. The density of primordial vortices at the relaxation time is a decreasing function of the final temperature of the quench. Subsequently, vortices and antivortices annihilate at a rate that eventually determines the total thermalization time. This rate decreases if the theory contains a discrete anisotropy, which otherwise leaves the primordial vortex density unaffected. Our results thus establish a link between the topological processes involved in the vortex dynamics and the delay in the thermalization of the system.Comment: 7 pages, 8 figures, 1 movie to be uploaded as Supplemental Material in the published versio

Topological thermalization via vortex formation in ultra-fast quenches

Ver abstrac

Field Fluctuations and Casimir Energy of 1D-Fermions

Producción CientíficaWe investigate the self-adjoint extensions of the Dirac operator of a massive one-dimensional field of mass m confined in a finite filament of length L. We compute the spectrum of vacuum fluctuations of the Dirac field under the most general dispersionless boundary conditions. We identify its edge states in the mass gap within a set of values of the boundary parameters, and compute the Casimir energy of the discrete normal modes. Two limit cases are considered, namely, that of light fermions with mL 1, and that of heavy fermions for which mL 1. It is found that both positive and negative energies are obtained for different sets of values of the boundary parameters. As a consequence of our calculation we demonstrate that the sign of the quantum vacuum energy is not fixed for exchange-symmetric plates (parity-invariant configurations), unlike for electromagnetic and scalar fields.Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (grant MTM2014-57129-C2-1-P)Junta de Castilla y León - Fondo Europeo de Desarrollo Regional (grants VA057U16 and BU229P18)Junta de Castilla y León (grant VA137G18

Caracterización del Banco de La Concepción

Se integra información hidrográfica, geomorfológica, sedimentológica, biológica, sobre hábitats marinos y pesquera, para establecer las bases ecológicas necesarias para la protección y conservación del Banco de La ConcepciónEl proyecto INDEMARES ha permitido utilizar amplios medios económicos y personales para estudiar en detalle y desde múltiples perspectivas la zona del Banco de La Concepción. Se han aplicado metodologías para el estudio de la hidrografía, caracterizando la región, describiendo sus principales masas de agua y la hidrodinámica de las corrientes. También se ha abordado la geología de la zona, incluyendo levantamientos batimétricos, perfiles sísmicos, muestreos de sedimento y petrológicos, obteniendo modelos digitales del terreno, mapas de tipos de fondo, geomorfológicos. Se han caracterizado las comunidades bentopelágicas, demersales, epibentónicas y endobentónicas, prestando especial atención a aquellas que conforman o estructuran los hábitats sensibles cuyo inventariado y cartografía era objeto principal del proyecto. Los trabajos de identificación de hábitats se han realizado con muestreadores directos, pero también con muestreadores visuales, que han permitido hacer un mayor esfuerzo de muestreo sin aumentar el impacto sobre los fondos de la zona. Por otro lado se ha estudiado la huella pesquera de la zona por medio del análisis de los datos VMS y los cuadernos de pesca proporcionados por la SGP, además de una ardua labor a pie de puerto de entrevistas y encuestas. Toda la información ha sido gestionada y analizada por diferentes grupos de investigación de diferentes centros (Universidad de La Laguna, Instituto Universitario de Ciencias Políticas y Sociales, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona, Universidad de Barcelona, Centro de Investigaciones Medioambientales del Atlántico, Centro Oceanográfico de Santander y Centro Oceanográfico de Málaga del Instituto Español de Oceanografía, …), aunque el grueso de esta labor, además de la coordinación, se ha llevado a cabo en el Centro Oceanográfico de Canarias del Instituto Español de Oceanografía. Los resultados permiten tener un conocimiento profundo y multidisciplinar de la zona de estudio comparable a pocos proyectos de investigación marina en la macaronesia. El estudio oceanográfico, el geológico, y el de las comunidades biológicas, ha permitido la caracterización de los hábitats de la zona, y su cartografiado mediante el intenso muestreo y la aplicación de análisis de idoneidad de hábitats.INDEMARES Project made possible to bring together economic and staff resources to study in detail, and from multiple perspectives, the area of Banco de La Concepción. Methodologies have been applied to study hydrography, making a regional characterization, depicting main water masses, and current hydrodynamics. Geology has been tackled including bathymetric uplifting, seismic profiles, sediment and petrological sampling, obtaining digital terrain models, type of bottom maps, geomorphological maps, as an output. Benthopelagic, demersal, epibenthic and endobenthic communities have been characterized, paying special attention to sensitive habitats which inventory and mapping was the project’s main aim. Habitat identification has been made with direct and visual samplers, the latter making a major sampling effort possible without an increase of bottom impact. Moreover, fisheries footprint has been identified by Vessel Monitoring System data, together with logbooks from Secretaría General de Pesca (Fisheries Ministry), as well as a hard interviewing and surveying task at landing points. Information has been managed and analysed by different research groups from different Centres (Universidad de La Laguna, Instituto Universitario de Ciencias Políticas y Sociales, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona, Universidad de Barcelona, Centro de Investigaciones Medioambientales del Atlántico, Centro Oceanográfico de Santander y Centro Oceanográfico de Málaga del Instituto Español de Oceanografía), although the main body of the work, plus coordination, has been made by the Canary Islands Oceanographic Centre, from the Spanish Institute of Oceanography. Results let us have a multidisciplinary profound knowledge of the study zone, comparable to few other marine research projects off Macaronesia. The study about oceanography, geology and biologic communities has allowed the habitats characterization and mapping by means of intensive sampling and habitat suitability analysis.Instituto Español de Oceanografía, Comisión Europea Programa LIFE+, Fundación Biodiversida

Caracterización del Sur de Fuerteventura

Se integra información hidrográfica, geomorfológica, sedimentológica, biológica, sobre hábitats marinos y pesquera, para establecer las bases ecológicas necesarias para la protección y conservación del Sur de Fuerteventura (Montes de Amanay y El Banquete)El proyecto INDEMARES ha permitido utilizar amplios medios económicos y personales para estudiar en detalle y desde múltiples perspectivas la zona del Sur de Fuerteventura (montes de Amanay y El Banquete). Se han aplicado metodologías para el estudio de la hidrografía, caracterizando la región, describiendo sus principales masas de agua y la hidrodinámica de las corrientes. También se ha abordado la geología de la zona, incluyendo levantamientos batimétricos, perfiles sísmicos, muestreos de sedimento y petrológicos, obteniendo modelos digitales del terreno, mapas de tipos de fondo, geomorfológicos. Se han caracterizado las comunidades bentopelágicas, demersales, epibentónicas y endobentónicas, prestando especial atención a aquellas que conforman o estructuran los hábitats sensibles cuyo inventariado y cartografía era objeto principal del proyecto. Los trabajos de identificación de hábitats se han realizado con muestreadores directos, pero también con muestreadores visuales, que han permitido hacer un mayor esfuerzo de muestreo sin aumentar el impacto sobre los fondos de la zona. Por otro lado se ha estudiado la huella pesquera de la zona por medio del análisis de los datos VMS y los cuadernos de pesca proporcionados por la SGP, además de una ardua labor a pie de puerto de entrevistas y encuestas. Toda la información ha sido gestionada y analizada por diferentes grupos de investigación de diferentes centros (Universidad de La Laguna, Instituto Universitario de Ciencias Políticas y Sociales, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona, Universidad de Barcelona, Centro de Investigaciones Medioambientales del Atlántico, Centro Oceanográfico de Santander y Centro Oceanográfico de Málaga del Instituto Español de Oceanografía, …), aunque el grueso de esta labor, además de la coordinación, se ha llevado a cabo en el Centro Oceanográfico de Canarias del Instituto Español de Oceanografía. Los resultados permiten tener un conocimiento profundo y multidisciplinar de la zona de estudio comparable a pocos proyectos de investigación marina en la Macaronesia. El estudio oceanográfico, el geológico, y el de las comunidades biológicas, ha permitido la caracterización de los hábitats de la zona, y su cartografiado mediante el intenso muestreo y la aplicación de análisis de idoneidad de hábitats.Abstract: INDEMARES Project made possible to bring together economic and staff resources to study in detail, and from multiple perspectives, the area of South of Fuerteventura (Amanay and El Banquete Semounts). Methodologies have been applied to study hydrography, making a regional characterization, depicting main water masses, and current hydrodynamics. Geology has been tackled including bathymetric uplifting, seismic profiles, sediment and petrological sampling, obtaining digital terrain models, type of bottom maps, geomorphological maps, as an output. Benthopelagic, demersal, epibenthic and endobenthic communities have been characterized, paying special attention to sensitive habitats which inventory and mapping was the project’s main aim. Habitat identification has been made with direct and visual samplers, the latter making a major sampling effort possible without an increase of bottom impact. Moreover, fisheries footprint has been identified by Vessel Monitoring System data, together with logbooks from Secretaría General de Pesca (Fisheries Ministry), as well as a hard interviewing and surveying task at landing points. Information has been managed and analysed by different research groups from different Centres (Universidad de La Laguna, Instituto Universitario de Ciencias Políticas y Sociales, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona, Universidad de Barcelona, Centro de Investigaciones Medioambientales del Atlántico, Centro Oceanográfico de Santander y Centro Oceanográfico de Málaga del Instituto Español de Oceanografía), although the main body of the work, plus coordination, has been made by the Canary Islands Oceanographic Centre, from the Spanish Institute of Oceanography. Results let us have a multidisciplinary profound knowledge of the study zone, comparable to few other marine research projects off Macaronesia. The study about oceanography, geology and biologic communities has allowed the habitats characterization and mapping by means of intensive sampling and habitat suitability analysis.Instituto Español de Oceanografía, Comisión Europea Programa LIFE+, Fundación Biodiversida

Ten Years of Intense Physical-Chemical, Geological and Biological Monitoring Over the Tagoro Submarine Volcano Marine Ecosystem (Eruptive and Degassing Stages)

24 pagesThe shallow Tagoro submarine volcano monitoring represents a unique opportunity not only for improving our sparse understanding of submarine volcanic processes in specific scientific fields as physical and chemical oceanography or marine geology but also its interactions over the marine biology in one of the richest marine ecosystems in Europe. This chapter aims to summarize the most relevant physical–chemical, geological and biological changes that occurred in the marine ecosystem of El Hierro island, at the Marine Reserve Punta de La Restinga—El Mar de Las Calmas, due to the genesis of the new underwater volcano Tagoro (27º37′07″N–017º59′28″W) in October 2011. During the first six months of the eruption, extreme physical–chemical perturbations caused by this event, comprising thermal increase from up to + 18.8 °C, water acidification with a pH decrease of 2.9 units, deoxygenation to anoxic levels and extremely high metal enrichment among others, resulted in significant and dramatic alterations of the marine ecosystem. After March 2012, once the eruptive phase was finished, the new submarine volcano entered an active hydrothermal phase involving the release of heat with smaller but still significant and important thermal anomalies of up to + 2.55 °C around the craters, density decrease of − 1.43 kg m−3, pH decrease of − 1.25 units, and high concentrations of metals and inorganic nutrients similar to upwelling zones. These enrichments are still active up to date, producing clear signs of marine recovery not only in the benthonic strata but also in the whole water column compared with pre-eruptive data. Since its eruption ten years ago, an unprecedented monitoring effort has turned into the longest and most complete multidisciplinary time-series for the study of a shallow submarine volcano, with the realization of 31 oceanographic multidisciplinary expeditions that systematically measure more than 40 different physical–chemical and biological variables. All this information and the results obtained during the evolution of the process could serve as a baseline for better understanding future or similar submarine eruptions worldwideWith the institutional support of the ‘Severo Ochoa Centre of Excellence’ accreditation (CEX2019-000928-S)Peer reviewe