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Tesis (Doctor en Astronomía)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física, 2008.

En este trabajo se estudian dos teorías regulares de gravedad con estructura teleparalela. La arena geométrica en la cual ellas reposan está dada por el espacio-tiempo de Weitzenböck. En orden de obtener un mecanismo sistemático en lo que concierne a la regularización de las singularidades presentes en la teoría de Einstein (Relatividad General), se procede a emular el programa de Born e Infeld implementado antaño en la electrodinámica. Gracias a la estructura teleparalela, ambas teorías llevan a ecuaciones de movimiento de segundo orden para el ente dinámico, el vielbein, y las dos comprenden a la teoría de Einstein como régimen de baja energía Dentro de estos esquemas, se caracterizan un número de soluciones con comportamiento no singular correspondientes a modelos cosmológicos de tipo Friedmann-Robertson-Walker y a defectos topológicos del Universo temprano,como las cuerdas cósmicas.

El objetivo del presente trabajo fue analizar la estabilidad enzimática en medios de distinta movilidad molecular y las interacciones intermoleculares específicas que la favorecen. Se estudió el efecto de azúcares (trehalosa), sales y biopolímeros modificados con β-ciclodextrinas (CD) sobre las propiedades fisicoquímicas de la matriz y sobre la actividad enzimática. Se analizó también el uso de un dendrímero basado en polietilenglicol funcionalizado con CD como excipiente de matrices continuas, y se estudió la influencia de la confinación en cápsulas de polielectrolitos sobre la estabilidad enzimática y su liberación. Las enzimas utilizadas como sistemas modelo (lactasa, catalasa e invertasa) son de importancia biotecnológica. La estabilidad enzimática se analizó en distintas condiciones de humedad y temperatura de almacenamiento, en relación con la temperatura de transición vítrea y el estado físicoquímico de la matriz. La presencia de electrolitos afectó la cinética de varios fenómenos de relajación en los sistemas de trehalosa. El retraso de la cristalización de trehalosa con sales debe realizarse con mucha precaución ya que una vez que ésta cristaliza, la enzima permanece en un medio amorfo enriquecido en sales, lo que lleva a la pérdida de su actividad. Los estudios realizados mostraron cómo combinaciones covalentes relativamente simples de biopolímeros con CD pueden afectar significativamente sus propiedades y permitieron profundizar acerca del papel que juegan interacciones específicas biopolímero-enzima sobre la estabilidad enzimática en modelos deshidratados. Estas interacciones involucrarían uniones tanto de tipo electrostáticas como hidrofóbicas, siendo el efecto sobre la estabilización influenciado también por el estado físico de la matriz. Las cápsulas de polielectrolitos representaron una alternativa interesante para la conservación enzimática, especialmente mediante su deshidratación con la adición de trehalosa. Además, mediante cambios en el pH, en la composición, y el grado de hidratación es posible controlar la liberación de la enzima. Los resultados de esta tesis pueden contribuir a la selección de excipientes para la formulación de medios de preservación, que son valiosos para varias aplicaciones tecnológicas, y además para recomendar condiciones propicias para obtener comportamientos óptimos en sistemas complejos.

En este trabajo se han investigado propiedades magnéticas del óxido cúprico mediante el dopaje con ⁵⁷Fe y mediciones de su campo magnético hiperfino utilizando espectroscopia Móssbauer, complementando estos estudios con otras técnicas. Estas fueron DRX, microscopías electrónicas de barrido y transmisión, EDAX, EXAFS y medidas de magnetización por SQUID. Se encontró un comportamiento de semi- desorden magnético que puede ser interpretado mediante un modelo que supone la existencia de una inclinación local del momento magnético asociado a los átomos de Fe. El sistema sufre dos tipos de transiciones magnéticas, una a 150 K relacionada a la temperatura de orden de la matriz CuO modificada por la presencia del Fe y otra entre 4.2 y 15 K vinculada al congelamiento total de los momentos del Fe según direcciones aleatorias. Para poder lograr el dopaje se siguieron diferentes métodos que brindaron resultados no satisfactorios, lo que unido a las contradicciones encontradas en los trabajos consultados, condujo a la necesidad de estudiar con detalle los rangos de estabilidad de las fases del sistema Cu-Fe-O. Se demostró así que los métodos convencionales de disolución en HNO3 o reacciones de estado sólido conducen a la formación de las fases estables del diagrama de equilibrio, como CuFe₂O₄ y CuFeO₂. En este trabajo se utilizó por primera vez el molido mecánico en óxidos CuO y 0.25 mol.% de α-Fe₂O₃ para lograr la incorporación del dopante. Se obtuvo de esta manera, una solución sólida Cu₁_xFe_xO con un rango de estabilidad térmica definido. Los resultados aquí presentados no permiten establecer si el estado de frustración que conduce a la inclinación local de espines es intrínseca del CuO, sugerida por otros autores, o bien es un estado inducido por la presencia del dopante. Se sugieren distintos caminos que podrían dilucidar las cuestiones pendientes.

En este trabajo realizamos estudios experimentales sobre la la propagación de luz por atmósfera turbulenta empleando como herramienta principal de análisis el estudio de la fractalidad y multifractalidad de las series temporales registradas. En la primera parte desarrollamos principalmente herramientas para estimar la fractalidad y el grado de multifractalidad de series temporales (Capítulo 2). En concreto, hacemos una implementación propia del algoritmo de multifractal detrended fluctuation analysis (MF-DFA), del cual el detrended fluctuation analysis (DFA, usualmente empleado para estimar el exponente de Hurst H) resulta ser un caso particular. Un estudio crítico de este método permitió sugerir un criterio propio para determinar el rango óptimo de ajuste en esta técnica. Asimismo, mediante un detallado análisis numérico, se lograron identificar los efectos que los ruidos coloreados tienen sobre el espectro multifractal. Vale la pena remarcar que todo registro experimental es, en mayor o en menor medida, inevitablemente contaminado por este tipo de ruidos. En la segunda parte nos abocamos de lleno a la Óptica Atmosférica. Primero hacemos una rápida introducción al tema que desemboca en un método para la simulación de propagación de luz en atmósferas turbulentas (Capítulo 3). Luego aplicamos las técnicas desarrolladas en la primera parte a cuatro casos experimentales concretos, siendo cada uno de ellos fruto de la investigación desarrollada durante el Doctorado. En el primer caso (Capítulo 4) estudiamos la presencia de correlaciones de largo alcance en las fluctuaciones de ángulo de arribo para luz proveniente de fuentes estelares y confirmamos un comportamiento no-Kolmogorov fundamentado por la estimación del exponente de Hurst. Las demás experiencias tratan sobre propagación de luz a través de una turbulencia atmosférica controlada en laboratorio empleando un generador de turbulencias isotrópicas (turbulador). En este aparato es bien conocida y configurable la constante de estructura para el índice de refracción (C_n^2), la cual es una medida de la intensidad de la turbulencia que sirve entonces como parámetro para los experimentos. En el segundo caso (Capítulo 5) se estudia el exponente de Hurst del bailoteo (wandering) de un haz láser en diversas condiciones de turbulencia controlada. En esta experiencia también confirmamos desviaciones respecto del valor de H esperado para el modelo de Kolmogorov. En el tercer caso (Capítulo 6) se aborda la formación de secuencias de imágenes (video) a través de turbulencia atmosférica de diversas intensidades aprovechando situaciones en las que el objetivo presenta regiones de alto contraste. Hacemos una nueva definición del índice de centelleo para un estudio píxel por píxel y, después de seleccionar sólo las regiones de mayor contraste, encontramos que la cantidad de píxeles con centelleo por arriba del ruido presenta una muy buena correlación con C_n^2, haciendo de éste un método útil para estimar la constante de estructura con un arreglo experimental muy sencillo. A esto se le suma un estudio de correlaciones temporales estimando el H de cada píxel de la secuencia en todas las condiciones de turbulencia. Finalmente, estudiamos el efecto de la turbulencia atmosférica cuando por ésta se propaga un haz láser gaseoso en condiciones de caos (Capítulo 7). Estudiamos en este caso el exponente de Hurst y el rango multifractal versus la intensidad de la turbulencia. Dejamos para los apéndices los siguientes aspectos: los detalles de las rutinas implementadas para el análisis de multifractalidad (Apéndices A y B), un breve repaso de técnicas básicas para caracterizar la caoticidad de una serie temporal (Apéndice C) con las rutinas desarrolladas a tal efecto (Apéndice D), y finalmente la caracterización del turbulador (Apéndice E).