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Los rayos cósmicos son partículas que llegan a nuestro planeta desde el espacio exterior, con energías comprendidas entre 109 eV y 1020 eV, siendo los más energéticos un gran enigma, ya que no conocemos cuales son sus fuentes, su composición química ni cómo son acelerados. El Observatorio Pierre Auger (PAO) fue dise~nado y construido para estudiar los rayos cósmicos a energías mayores de 1018 eV. El mismo se encuentra en la zona de Pampa Amarilla, próximo a la ciudad de Malargüe, en la provincia de Mendoza. Su tamaño gigante de aproximadamente 3000 km2 y el concepto híbrido de detección, proporcionado por detectores de superficie y de fluorescencia atmosférica, confieren al PAO capacidad suficiente para evaluar el espectro de energía, direcciones de arribo y composición química de los rayos cósmicos. Estos observables son los más importantes y el PAO los mide con altísima resolución y una estadística sin precedentes, utilizando las lluvias atmosféricas extensas que estos generan cuando ingresan a la atmósfera. Para bajar la energía umbral de detección del PAO a valores de 1017 eV, distintas extensiones fueron elaboradas en los últimos años. Uno de estos proyectos es Auger Muons and Infill for the Ground Array (AMIGA), que reduce la energía de detección en una década respecto a la energía original del PAO, posibilitando estudios en la región del espectro donde se cree encontrar una transición en el origen de los rayos cósmicos desde fuentes galácticas a extra galácticas. AMIGA posee dos tipos de detectores: por un lado detectores de superficie con separación de 750 m, menor que la del PAO de 1500 m, generando una región más densa de detectores denominada infill. Por otro lado contadores de muones que funcionan con la técnica de centelleo, que comenzaron a instalarse junto al arreglo denso de detectores, con el objetivo de determinar la composición química de los rayos cósmicos a partir del contenido muónico de las lluvias. Esta tesis esta abocada al estudio de los detectores y la física que posibilita AMIGA. La primer parte de la tesis esta dedicada al estudio de los contadores de muones de AMIGA. Se presenta la caracterización del primer prototipo del contador, a partir de la cual se entendió el funcionamiento del contador en condiciones de laboratorio y en el campo. Estos resultados fueron de suma importancia para establecer los parámetros finales de diseño del contador. También se detallan las tareas realizadas en la etapa de construcción e instalación de los primeros contadores de muones, indicando los primeros resultados que fueron obtenidos por estos detectores. Posteriormente se estudió la respuesta de los detectores de superficie utilizando la configuración infill y la original del PAO. Esta tarea fue realizada utilizando los primeros datos registrados por el infill, junto a la previa modificación de la reconstrucción estándar de eventos de superficie para considerar el caso en que los detectores se encuentran ubicados a menor distancia. Se caracterizó el infill para comprender su funcionamiento dentro de la estructura del detector de superficie del PAO, estudiando sus incertezas y comparándolas con las del arreglo principal. Luego se modificó la cadena de reconstrucción de eventos para el detector de superficie del PAO de forma tal de reconstruir los eventos del infill con el programa oficial Auger Offline Software. Para esto se determinó la distancia óptima que minimiza las incertezas de la reconstrucción y se optimizó la función de distribución lateral que mejor ajusta las se~nales de las estaciones que participan en cada evento. Se determinó el ángulo de referencia y la curva de atenuación con el método del Constant Intensity Cut, a fin de establecer el mejor estimador para la energía de los eventos del infill. Luego se realizó la calibración en energía del infill utilizando los eventos híbridos que fueron registrados por el detector de fluorescencia. Finalmente utilizando esta reconstrucción se determinó el espectro de energía de los rayos cósmicos en la zona donde el arreglo tiene máxima eficiencia de detección (2 x 1017 eV) y se obtuvo un índice espectral, cuyo resultado es compatible con el proporcionado por el PAO y otros experimentos que exploran las mismas regiones de energía. Por otro lado no se observó la presencia de una segunda rodilla en la zona del espectro explorada. En la última parte de esta tesis se presenta un estudio detallado de las anisotropías a gran escala con el método East-West utilizando eventos del infill. En el rango de energías explorado, entre 1016 eV y 1019 eV, no se observó una señal significativa que indique anisotropías, sin embargo se encontró una constancia en la fase del primer armónico en ascensión recta que sugiere fuertemente una orientación del dipolo en la dirección del Centro Galáctico.

La presente Tesis de Doctorado está enmarcada en el estudio de rayos cósmicos dentro del Observatorio Pierre Auger. Su temática se vincula a la necesidad, propia de un experimento de estudio de rayos cósmicos, de conocer las características de la atmósfera en el instante en que sucede un evento. En particular se ha estudiado la profundidad atmosférica, parámetro de suma importancia vinculado a la cantidad de materia atravesada por las partículas en su trayecto por la atmósfera. En base a una idea original hemos construido un modelo que permite reproducir los perfiles de profundidad atmosférica en cualquier instante de tiempo, a partir de un parámetro de fácil y de permanente acceso como lo es el valor de la temperatura en el suelo. Este modelo que hemos denominado GAMMA, fue desarrollado en base a mediciones realizadas en el sitio del Observatorio Auger. Sin embargo, y así queda reflejada en estudios indicados en el presente trabajo, su idea central es aplicable a otros sitios. El desarrollo del modelo GAMMA incluyó también una serie de análisis referidos a optimizar sus predicciones y su rango de validez. Los resultados alcanzados con el modelo GAMMA son muy satisfactorios. Se consigue reproducir los perfiles de profundidad atmosférica con un muy bajo nivel de incerteza. Asimismo, ha salido exitoso en la comparación con otros modelos previamente aplicados en estudios del Observatorio Auger, reflejando incertezas similares o incluso menores.

La temática presentada en este documento de tesis para optar al grado de Doctor, se desarrolla de manera tal que siga la línea de pensamiento en la que fueron estudiados los diferentes temas, sintetizando el estudio realizado de las singularidades de fase y sus propiedades, cuando son empleadas en técnicas de metrología de vórtices ópticos. Se estudian las técnicas convencionales de la metrología de vórtices para la síntesis de campos de speckle o similares al speckle, incluyendo el efecto natural de la decorrelación de los mismos para definir los rangos de aplicabilidad de estas técnicas. Posteriormente, se propone una manera alternativa de análisis para medir desplazamientos rígidos en el plano, basada en el análisis de Fourier de las singularidades de fase como marcadores de los campos de speckle, logrando expandir el rango de aplicabilidad de las técnicas de metrología de vórtices ópticos para este tipo de desplazamientos. Finalmente, se propone una manera alternativa para la generación de campos complejos mediante el uso de una nueva transformada integral lineal, generando así una herramienta matemática nueva para la síntesis de registros de intensidad, lo que permite en concreto una mejor síntesis de registros de patrones modulados con altas frecuencias. Dicha herramienta no limita su uso al ámbito de la metrología de vórtices ópticos, sino que puede ser de utilidad en diferentes aplicaciones propias del procesamiento opto-digital de la información.

El objetivo general de este trabajo de tesis es establecer hasta dónde algunas técnicas nucleares - Resonancia Magnética Nuclear, Orientación Nuclear, Resonancia Doble Electrón–Núcleo, Resonancia de Espín Muónico, Correlaciones Angulares Perturbadas y Espectroscopia Mössbauer, Espectroscopía de Aniquilación de Positrones (PAS) - pueden proveer información de impacto cuando son aplicadas para el estudio de materiales de interés en biología. En particular, el plan se centra en la utilización de técnicas basadas en la detección de radiaciones gama emitidas en procesos nucleares específicos: Correlaciones Angulares Perturbadas (PAC), Espectroscopia de Aniquilación de Positrones en el modo de medición de vidas medias (PALS) y Espectroscopia Mössbauer (EM). Si bien se trata de métodos ampliamente utilizados en la investigación en materia condensada, su aplicación en la determinación de propiedades físicas de materia blanda y sistemas biológicos es, en comparación, escasa. En el área de la biología existen varios trabajos que se destacan por su calidad experimental y por el aporte que hacen a la ciencia mientras que otras investigaciones son de escasa calidad o no es claro el aporte que hacen al conocimiento. La intención del trabajo de tesis es analizar cuál es el alcance de estos métodos nucleares en la investigación de materiales de interés biológico y estudiar mediante dichos métodos selectos sistemas de distinta complejidad, desde moléculas orgánicas sencillas hasta tejidos. Estas técnicas nucleares permiten obtener información muy precisa y acotada sobre los materiales en estudio. Así, es de especial importancia tener en claro lo que se puede concluir o no a partir de este tipo de medidas. En el caso de las técnicas espectroscópicas PAC y EM, éstas son particularmente importantes para elucidar la naturaleza del arreglo atómico alrededor de átomos especiales. PALS, por su parte, permite obtener información sobre las dimensiones de los espacios vacíos presentes en la muestra bajo estudio. De esta manera, aparece necesaria la aplicación de otras técnicas para poder arribar a un entendimiento medianamente global de los sistemas investigados. Con ese objetivo, los sistemas serán caracterizados en forma complementaria por difracción de rayos X, termogravimetría y calorimetría diferencial de barrido, entre otras. Específicamente, se realizarán experimentos PAC en complejos metálicos poliaminocarboxilados en los cuales el átomo metálico se encuentra coordinado por grupos funcionales de distinta naturaleza, como sucede en los sitios metálicos de las metaloproteínas. La Espectroscopía Mössbauer se utilizará para caracterizar los sitios de hierro en pequeños complejos orgánicos que incluyen centros de hierro y azufre. Paralelamente se abordarán investigaciones PALS de tejidos normales y tumorales

Este trabajo se encuadra dentro del objetivo general del laboratorio: estudio de la interacción de la radiación electromagnética y/o la materia con superficies metálicas. Con el panorama sucintamente expuesto en las secciones anteriores y para delimitar el tema se plantearon los siguientes objetivos específicos: 1) Caracterizar chapas de Mo policristalino mediante AES, WF y EELS. Estudiar el efecto de contaminantes 2) Estudiar el proceso de Adsorción-Desorción de la molécula de CO2 sobre la superficie de Mo policristalino, utilizando para este efecto diversas técnicas: FTDS, AES y medidas de WF. Cinética, Disociación. 2) Estudiar la interacción de O2 con una chapa de Mo policristalino, mediante FTDS, AES, EELS, XRD y medidas de WF. 3) Seleccionar o desarrollar los modelos más apropiados para la descripción e interpretación de los procesos y/o reacciones involucradas. 4) Aportar información básica en el área de la fisicoquímica de superficies.

El presente Trabajo de Tesis se dirigió a la investigación, creación, desarrollo e implementación de técnicas que hacen uso del speckle y de su correlación digital, siendo su representante mas exitoso el DPSI.

Objetivos de la tesis: - estudiar el registro y reconstrucción de distribuciones unidimensionales (redes de Ronchi) de baja frecuencia, registradas incoherentemente en un conversor óptico fotorrefractivo, sin soporte holográfico y en configuración transversal. En particular, se pretende caracterizar el estado de polarización del haz de lectura producido por la modulación de birrefríngencia inducida en el medio. El interés, en este estudio, es controlar el contraste y así optimizar la imagen reconstruida a la salida del sistema. - implementar los efectos Talbot y Lau a partir de una red registrada en un cristal fotorrefractivo. Esto ha permitido visualizar estos efectos con características novedosas, propias de la naturaleza del registro y en esta modalidad efectuar un tratamiento unificado de los fenómenos analizados. A su vez, estas características han motivado la implementación fotorrefractiva de los interferómetros Talbot y Lau.

Las estrella jóvenes de pre-secuencia principal de tipo T Tauri se dividen en dossubclases. Las CTTS (classical T Tauri stars) son las más jóvenes y activas, con edadesdel orden de unos pocos millones de años, poseen discos ricos en gas y polvo yevidencias observacionales de acreción de material del disco al objeto central. LasWTTS (weak emission T Tauri stars), con edades del orden de 10 millones años, engeneral no poseen evidencia observacional de la existencia de discos, o bien estánasociadas a los llamados discos transicionales y/o residuales, en los que podríanestar formándose planetas. Las WTTS tendrían la edad adecuada para el inicio delproceso de formación planetaria de acuerdo a los modelos más aceptados en laactualidad.Sin embargo, las WTTS presentan algunos desafíos para la técnica clásica de de-tección de planetas extrasolares mediante tránsitos planetarios. Primero, las WTTSmás cercanas se encuentran en regiones como Taurus o ρ Ophiuchi a 150 pc, por locual son relativamente débiles. Otro de los factores a considerar es que las WTTSmanifiestan diversas formas de variabilidad que, mayormente, se evidencian ensus curvas de luz. El objetivo fundamental de esta tesis doctoral es, por lo tanto, laprofundización de nuestro entendimiento de la variabilidad de las estrellas WTTS,como primer paso para comprender cómo ésta puede influir en la detectabilidadde potenciales embriones planetarios transitantes.La parte central del trabajo de tesis doctoral presenta los resultados de dos pro-gramas observacionales llevados a cabo con los telescopios de 1.54 m de BosqueAlegre y de 2.15 m ?Jorge Sahade? de CASLEO, y con ASH2 ?Astrógrafo parael Hemisferio Sur 2? de CASLEO. Estos programas fueron diseñados para tratarde caracterizar la variabilidad fotométrica de estrellas de tipo T Tauri. Se presentael análisis y la caracterización de variabilidad en distintas escalas temporales detodos los objetos en el campo de la región de formación estelar del proto-cúmulode ρ Ophiuchi, y el monitoreo fotométrico de un grupo de estrellas T Tauri per-tenecientes a regiones de formación estelar australes. En el caso de la región deρ Ophiuchi se analiza la variabilidad de 29 estrellas jóvenes y 44 estrellas varia-bles de campo. En total se caracteriza la variabilidad fotométrica de 52 T Tauriaustrales. Se analizan las dificultades que este tipo de variabilidades representapara la detección de embriones planetarios en estrellas en formación, y se indagasobre la diversidad de los posibles orígenes físicos de las mismas. Entre los tiposde variabilidad observados, el más frecuente se debe a la presencia de manchassobre la superficie estelar, así como otros relacionados con procesos de acrecióny/o oscurecimiento por polvo en discos circunestelares.

Los blazares son núcleos de galaxias activos cuyo jet apunta al observador y están caracterizados por fuerte radiación en todo el espectro electromagnético, dominada por procesos no térmicos, cuya distribución espectral de energía (SED) es típicamente bimodal. Con la llegada de nuevos intrumentos como Fermi, se los dividió en tres nuevas categorías, según la frecuencia del pico a bajas energías de la SED. Si bien existen estudios sobre blazares en particular, es poco lo que se conoce en cuanto al comportamiento en aspectos detallados tales como la incidencia de la variabilidad en el flujo óptico y en altas energías en los mismos y en particular en la suclasificación mencionada antes. En la presente Tesis Doctoral, se proponen buscar fuentes en bases de datos públicas en diferentes longitudes de onda (sobretodo, Rayos-X), sobre las cuales se harán estudios ópticos intensivos. Dado que el número de fuentes catalogadas como blazares está creciendo continuamente, se busca ampliar y mejorar el conocimiento sobre las SEDs aportando datos confiables y de calidad a las bases de datos existentes. El próposito principal del plan de trabajo es recopilar información en la banda óptica y de altas energías, de la emisión de distintas clases de blazares (como la llamada secuencia de blazares) que permitan construir un panorama realista de los procesos físicos que tienen lugar en este tipo de objetos, y su relación con otros tipos de AGNs. Se buscarán blazares de particular interés que figuren en bases de datos públicas de satélites de Rayos-X y, eventualmente, en bases de datos de observatorios de rayos-γ, como Fermi y HESS. La muestra seleccionada servirá de base para estudios ópticos intensivos sobre las fuentes de mayor interés. Estos estudios tienen como finalidad mejorar el conocimiento de sus SEDs, caracterizar (de ser posible) sus galaxias anfitrionas, y obtener información física y geométrica sobre las regiones de emisión mediante curvas de luz con alta resolución temporal. Con respecto a esto último, se ha realizado un estudio exhaustivo, tanto observacional como teórico sobre los distintos test estadísticos que se aplican para estimar la variabilidad de los AGN en general, y de los blazares en particular. Estos objetos son conocidos por ser importantes emisores a lo largo de todo el espectro electromagnético y también por la variación que se detecta en este flujo a distintas escalas temporales. En este plan, nos centraremos en las variaciones en escalas temporales de horas (microvariabilidad) del flujo óptico. Se realizará un estudio sobre los distintos test estadísticos que se aplican actualmente. La motivación que nos lleva a realizar este estudio se debe a que recientemente se ha propuesto en la literatura el empleo de nuevos test estadísticos que, en muchos casos, producen resultados contradictorios.

Las proteínas del suero proveniente del proceso de elaboración de quesos poseen propiedades funcionales específicas y un elevado valor nutricional. Por esta razón, estas proteínas son utilizadas en la elaboración de sistemas alimentarios. El proceso de congelación (congelación, almacenamiento del producto congelado y descongelación) es un tratamiento ampliamente utilizado para conservar ingredientes y alimentos elaborados. No obstante, la formación de cristales de hielo puede afectar la calidad de estos productos. El objetivo general de esta tesis fue estudiar el efecto del proceso de congelación sobre las características físicas y químicas de sistemas alimentarios (suspensiones y un queso blando magro) elaborados con proteínas del suero. Se estudiaron suspensiones de proteínas del suero que fueron tratadas térmicamente a cuatro temperaturas y sometidas al proceso de congelación. Se analizó el contenido de proteína que se desnaturalizó y/o que formó agregados (PDA) y se determinó la cinética global de desnatualización-agregación. Además, se estudiaron quesos blandos magros elaborados con proteínas del suero que fueron sometidos al proceso de congelación, tomando muestras a distintos tiempos de maduración. Se determinaron las propiedades fisicoquímicas (humedad, concentración de sal, pH, proteína total y proteína en la fracción soluble a pH 4,6) y se calcularon los índices de maduración. Las propiedades reológicas de las suspensiones y de los quesos estudiados fueron analizadas por medio de ensayos oscilatorios realizando barridos de frecuencia dentro de la región de viscoelasticidad lineal. Los resultados obtenidos permitieron caracterizar a los sistemas alimentarios estudiados, identificando las propiedades que fueron afectadas por el proceso de congelación.