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En este trabajo se presenta una nueva técnica para la determinación de tiempos de difusión rotacional en moléculas fluorescentes, a través del estudio de la fluorescencia producida después de la excitación con dos pulsos láser ultracortos. La técnica presenta la posibilidad de medir con resolución temporal limitada sólo por el ancho del pulso, sin necesidad de detectores rápidos. La idea central, es obtener los tiempos de difusión midiendo la energía total de fluorescencia en función del retardo entre pulsos. Partiendo de un modelo de molécula esférica o elipsoidal, se propuso una ecuación de difusión para describir la evolución de la población de moléculas excitadas. Como consecuencia, se obtuvieron expresiones para la energía de fluorescencia total, y se estudió su dependencia con los tiempos de difusión y los distintos parámetros del sistema (energía de excitación, orientación de los dipolos de absorción y emisión, retardo entre pulsos, etc.) Se muestra también, en este trabajo, los distintos esquemas experimentales montados para realizar mediciones de energía de fluorescencia en función del retardo entre pulsos. Finalmente, se muestran los valores para los tiempos de difusión rotacional obtenidos, a partir de estas mediciones en algunas muestras testigo.

Acinetobacter baumannii (A. baumannii) y ‘Candidatus Phytoplasma’ asteris (Fitoplasma) son dos patógenos con diferentes estilos de vida. Por un lado, A. baumannii es un patógeno nosocomial oportunista capaz de generar infecciones en pacientes inmunodeprimidos y gravemente heridos, y está asociado a infecciones de alta mortalidad. Las cepas aisladas de infecciones son generalmente resistentes a múltiples antibióticos y capaces de persistir en condiciones de hambreado severo y desecación. Se postula que dos de los mecanismos que esta bacteria utiliza como estrategia para la subsistencia son la motilidad y la capacidad de adherirse y formar biofilms sobre superficies bióticas y abióticas. En el presente trabajo de tesis se estudió la capacidad de regulación de diversos aspectos fisiológicos y moleculares de A. baumannii en función de la luz y la temperatura, utilizando técnicas biofísicas, de biología molecular y microbiología. Los resultados obtenidos indican que se detecta una temperatura crítica por debajo de la cual el fotorreceptor es funcional, por lo que habría dos niveles de control: la expresión del gen blsA y la fotoquímica de BlsA en función de la luz y la temperatura. Además, se muestra que estos procesos son reversibles. También se muestran resultados que indican que A. nosocomialis y A. sp. A47 son capaces de regular la motilidad en función de la luz y esto tiene una dependencia de la temperatura diferente a A. baumannii, pudiendo modular la motilidad en función de la luz incluso a temperaturas compatibles con hospedadores de sangre caliente. Esta capacidad de modular la motilidad a temperaturas moderadamente altas podría deberse a una dotación desigual de genes homólogos a blsA, cuyos productos génicos podrían tener estructuras que les permitan funcionar en otros rangos de temperaturas. Mostramos que el mensajero secundario diguanilato cíclico (c-di-GMP) estaría involucrado en la transducción de la señal lumínica y que A. baumannii cuenta con 11 genes putativos que codificarían por diguanilato ciclasas (DGCs) y Fosfodiesterasas (PDEs), enzimas responsables de su síntesis y degradación. Otro factor que participaría en la transducción de la luz es el producto del gen bof, el cual presenta un dominio de unión a oligonucleótido/oligosacárido. Este, actuaría como un regulador transcripcional de los genes involucrados en la formación de biofilms y su función dependería de BlsA. Por el contrario, el efecto del producto del gen bof en la motilidad sería a través de una molécula fotosensible distinta a BlsA y a temperaturas de 24° C y 37° C. Finalmente, mostramos que la modulación por luz observada para la susceptibilidad a antibióticos en cepas clínicas de A. baumannii se correlaciona con la modulación de los niveles de expresión de genes que codifican por componentes de dos bombas de eflujo capaces de expulsar tigeciclina (TIG), como AdeABC y AdeIJK. Esta modulación no dependería de BlsA y cursaría por medio de la generación de 1O2. Por su parte, Fitoplasma es un patógeno de plantas que produce efectos devastadores en más de 700 cultivos de alto y bajo interés agronómico, incluyendo varios destinados a la alimentación. Es un microorganismo endosimbionte obligado que se transmite a través de insectos del orden Hemiptera, por lo que son capaces de vivir en asociación con dos hospedadores diferentes. Cuando un insecto portador de fitoplasma se alimenta de la planta inyectando su estilete, deposita a la bacteria en ese compartimiento, donde se desarrolla y disemina. Fitoplasma tiene un genoma muy reducido y carece de muchos genes que codifican por componentes de vías catabólicas, por lo que se cree que la utilización del malato, abundante en el floema, puede ser la clave para la obtención de energía y poder reductor a través de la vía del malato. Utilizando técnicas bioquímicas y de biología molecular, en el presente trabajo de tesis se estudió la cinética de la enzima málica (EM) para comprobar su posible participación en la vía del malato y la regulación de su actividad por diversos metabolitos de dicha vía. Además, se evaluó la estructura cuaternaria y la importancia del residuo de Tirosina de la posición 36 que forma parte del sitio activo. También se evaluó la capacidad de la enzima PduL de participar en la vía del malato y la regulación de su actividad por diversos metabolitos de la vía. Los resultados indicaron que tanto la EM como la PduL tienen la capacidad de participar en la vía del malato para la obtención de energía y poder reductor, que sus actividades están reguladas concertadamente por unos pocos metabolitos (Glutamina, Glutamato y acetil-fosfato) y especialmente por el nivel energético de la célula representado por la relación ATP/ADP. También se vio que el residuo Tyr36 es fundamental para la actividad catalítica de la EM, pero no para la formación y mantenimiento de la estructura dimérica, la cual es especialmente interesante ya que este residuo en un sitio activo es aportado por un brazo proveniente del otro monómero. En el presente trabajo de tesis se ha logrado ampliar el conocimiento de diversos aspectos de estos dos patógenos con diferentes estilos de vida. A partir de la información generada en este trabajo se pueden proponer diferentes blancos de acción para combatirlos de manera de controlarlos y evitar así las infecciones que pueden producir.

Esta tesis se enfoca en el estudio de contaminantes magnéticos emitidos por las distintas actividades humanas: emisiones vehiculares e industriales mediante el uso de colectores de origen vegetal, tanto pasivos (líquenes sobre cortezas de árboles) como activos (trasplante de líquenes), y mediciones in situ de líquenes en la ciudad de Tandil en Argentina. Además, se evalúan las partículas magnéticas liberadas por las chimeneas de una coquera en la localidad de Ensenada, La Plata. El presente estudio de contaminantes se centra en la utilización de técnicas de magnetismo ambiental y el uso de biomonitores como herramienta de bajo costo y relativamente rápida para la identificación de áreas críticas en ciudades; asimismo, como complemento de las técnicas tradicionales en el monitoreo de la contaminación. Los estudios de magnetismo ambiental permiten determinar las variaciones en la mineralogía, concentración y tamaño de grano de los minerales magnéticos en un material, las cuales dan información sobre las fuentes y características de la formación del material. Si bien es de relevancia la caracterización magnética de los portadores, también lo es su relación con elementos potencialmente tóxicos, de allí su utilización para la investigación del impacto de contaminantes en distintos ambientes. El estado de contaminación atmosférica de diferentes ambientes suelen ser analizados usando técnicas y parámetros magnéticos, los cuales permiten su monitoreo. La utilización de técnicas magnéticas de monitoreo in situ permite conocer las propiedades de acumulación de elementos contaminantes de los biomonitores a utilizar, en este caso particular, Parmotrema pilosum, la distribución de los contaminantes sobre el espécimen y su variación en el tiempo. Además, la realización de mediciones in situ contribuye a la preservación de la especie y permite la evaluación de la contaminación ambiental en periodos cortos o prolongados. 14 En el Capítulo 1: Introducción, se realiza una descripción de los antecedentes en el área de estudio, los tipos de contaminantes, las fuentes y las relaciones con los minerales magnéticos. Además, se describe cómo el material particulado afecta a la salud humana y las propiedades magnéticas en la identificación de la contaminación ambiental. En el Capítulo 2: Métodos y áreas de estudio, en una primera parte se realiza una descripción de los parámetros magnéticos medidos directa e indirectamente, estudios termomagnéticos, y no magnéticos como microscopia de barrido electrónico. Además, se detallan los equipos utilizados. En la segunda parte, se describen las áreas de estudios de los diferentes trabajos: ciudad de La Plata y Tandil, y se detalla el diseño de muestreo. En el Capítulo 3: Biomonitores de la contaminación atmosférica, se diferencia entre un biomonitor y un bioindicador, además se describen distintos tipos de biomonitores (líquenes, hojas, Tillandsias y musgos), sus características principales y la utilización de biomonitores en problemas de contaminación atmosférica. En el Capítulo 4: Contaminación del aire causada por MP de origen industrial a partir de la producción de coque de petróleo en La Plata, se presenta el estudio de las propiedades magnéticas de muestras de residuos carbón emitidos de las chimeneas de una coquera y su dispersión con los vientos predominantes de la zona. En el Capítulo 5: Monitoreo magnético pasivo de la contaminación del aire en Tandil usando la especie Parmotrema pilosum, se presenta la investigación de la utilización de colectores pasivos (líquenes) y técnicas magnéticas para monitorear la contaminación del aire. Y se describe la determinación de las áreas de mayor concentración de minerales magnéticos y su relación con las fuentes de emisión de contaminantes. Finalmente, en el Capítulo 6: Monitoreo magnético in situ y activo utilizando la especie Parmotrema pilosum, se describe la técnica de trasplante de P. pilosum (monitoreo activo) y la realización de un monitoreo temporal de la calidad del aire en distintos sitios de Tandil. Además, se presenta un estudio innovador de mediciones magnéticas sobre líquenes Parmotrema pilosum sin recolectarlos y afectarlos, permitiendo la realización de monitoreos in situ.

Se estudian en esta tesis procesos semi-inclusivos en colisionadores de altas energías, con el fin de contar con la descripción más precisa posible de dichos fenómenos. Este tipo de procesos se caracterizan por la observación de un leptón o hadrón en el estado final. En particular, analizamos los procesos de dispersión inelástica profunda semiinclusiva (SIDIS) y la producción de un bosón W decayendo en un par leptón-neutrino en colisionadores hadrónicos.En primer lugar, se presenta en este trabajo la primera etapa del análisis de la componente longitudinal de SIDIS a segundo orden en teoría de perturbaciones en la constante de acoplamiento de la teoría de la Cromodinámica Cuántica (QCD), es decir a next-to-next-to-leading-order (NNLO). Hemos realizado el cálculo completamente analítico de la contribución a las funciones de estructura longitudinales de los canales partónicos que contribuyen por primera vez al orden analizado, que cuentan con la ventaja de no contener contribuciones con lazos (loops) ni distribuciones. Además, se presentan aspectos generales relacionados con la organización de un futuro cálculo completo a NNLO, como la descomposición en sabores de la sección eficaz total y un resumen de las diferentes contribuciones partónicas a tener en cuenta.Por otro lado, se estudia en esta tesis el proceso de producción de un leptón a través del decaimiento de un bosón W en la colisión de dos protones polarizados, tal como sucede en el Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC). En particular, se realiza la resumación a todo orden en la constante de acomplamiento fuerte de las grandes correcciones logarítmicas que surgen cerca de la región cinemática umbral en que el espacio de fase disponible para la radiación de gluones reales se ve reducida. Este procedimiento se conoce como resumación de umbral y permite mejorar el comportamiento de la serie perturbativa. Estudiamos en este trabajo la implementación de la resumación de umbral al orden siguiente al dominante, conocido como next-to-leading logarithmic (NLL).

Esta tesis doctoral tiene como objetivo principal contribuir al conocimiento teórico y observacional, de remanentes de supernova (RSNs) que evolucionan en medios altamente inhomogéneos. El trabajo de investigación se basa en el análisis de observaciones en diferentes longitudes de ondas de remanentes galácticos, con énfasis en el estudio de la emisión de rayos X originada en este tipo de fuentes. La explosión de una supernova es un fenómeno altamente energético que produce un profundo impacto en el medio interestelar (MIE), debido a la cantidad de energía mecánica entregada y a los elementos pesados producidos, los cuales enriquecen el medio circundante. La propagación del frente de choque (o shock) de RSNs que interactúa con el gas y polvo del medio circundante, comprime, calienta, ioniza y disocia el material atómico y molecular, y como resultado se ve afectada en cierta medida la estructura dinámica de la galaxia. Como consecuencia, se observa una amplia variedad de remanentes de supernova con diferentes morfologías a lo largo de todo le espectro electromagnético, en particular en las bandas de radio, infrarrojo (IR) y de rayos X. El estudio de la morfología de los RSNs en frecuencias de rayos X, nos permite obtener información vital de las propiedades físicas y químicas de los plasmas emisores de rayos X y de las diferentes condiciones del medio en el cual esta clase de objetos evolucionan. A través de un enfoque multi-longitud de ondas, es posible introducir diferentes escenarios que permiten caracterizar el medio circundante y como éste condiciona la evolución de los RSNs. Además, el estudio de estos objetos en las frecuencias de rayos X e infrarrojo, puede utilizarse como una herramienta de diagnóstico para discernir los tipos posibles de progenitores. Los objetos de estudio incluidos en esta tesis son los remanentes G332.5-5.6, G306.3-0.9, G309.2-0.6 y el fragmento G del RSN de Vela. Estos objetos se estudiaron a partir de observaciones disponibles en bases de datos públicas en longitudes de rayos X, radio e infrarrojo. En el rango de emisión de rayos X, se realizaron estudios morfológicos, construyendo imágenes en diferentes rangos de energía, mapas de energía media, y de ancho equivalente para ciertas líneas de emisión. Se hicieron estudios espectroscópicos con alta resolución espacial de la emisión de rayos X y se propusieron posibles progenitores a partir de las información de las abundancias de elementos pesados obtenidos de los ajustes espectrales y de métodos morfológicos.

En este trabajo se lleva a cabo un análisis estadístico intensivo del campo de velocidades peculiares en torno a grupos de galaxias en el Universo cercano. Con tal fin, se desarrolla un método estadístico para obtener las velocidades de caída (de galaxias) hacia los pozos de potencial trazados por los grupos de galaxias (infall) a partir de información observacional. Esta herramienta permite caracterizar al campo de velocidades y su dependencia con las propiedades de los grupos, y el entorno. A partir del infall se estima la masa media en las regiones centrales de los grupos, lo que permite realizar predicciones para la relación masa/luminosidad y el sesgo entre los contrastes de densidad de galaxias y masa. Finalmente a partir de la comparación entre los valores de la relación masa-luminosidad, obtenida del modelo de infall y de forma independiente al modelo cosmológico, se presenta un método alternativo para acotar el valor de la densidad de materia en el Universo.

Se construyó una celda con electrodo de pared-tubo (EPT) para el estudio electroquímico de sisternas hidrotérmicos hasta 215°C y 100 bar. La celda contiene un chorro incidente sobre una pared (electrodo) donde las condiciones hidrodinámicas en la región de estancamiento están bien definidas y son equivalentes a las del electrodo de disco rotatorio y el EPT tiene accesibilidad uniforme. Se estudiaron cuatro cuplas redox: Fe2+ / Fe3+, I2 / I-, quinona / hidroquinona y Fe(CN)6(3-) / F(CN)6(4-). Se obtuvo información de transporte en solución (coeficientes de difusión) y de cinética de transferencia de carga (coeficientes de transferencia de carga y constantes cinéticas). Se determinaron los parámetros de activación de dichos procesos. Finalmente se analizó la información obtenida teniendo en cuenta modelos de transporte en solución y de transferencia de carga.

Tesis (Doctor en Astronomía)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física, 2011.

Se pueden preparar materiales ópticamente no lineales dopando un polímero amorfo con colorantes de gran hiperpolarizabilidad molecular y quitando su centro de simetría por polarización de la muestra con un campo eléctrico intenso. La obtención de estructuras estables durante prolongados períodos de tiempo es esencial para la aplicación de estos materiales a dispositivos ópticos reales. El estudio de la relajación orientacional de esos materiales es útil para chequear su estabilidad. Además, el estudio de los mecanismos de relajación del cromóforo en el material brinda información detallada acerca de la conformación local del polímero y de la dinámica del vínculo entre la cadena polimérica y la molécula de colorante. Aunque la dinámica de la orientación y relajación del colorante en la matriz ha sido objeto de muchos estudios, las técnicas experimentales usadas para tal fin han sido escasas. El método más usado para la medición del grado de orientación es la Generación de Segunda Armónica (GSA) con láseres pulsados. Esta técnica da una precisa descripción de la dinámica rotacional de películas ópticamente no lineales pero su instrumentación es complicada y costosa. En esta Tesis se muestra como el uso de medidas de transmisión óptica permite seguir el dicroismo inducido en películas de metacrilato dopadas y polarizadas por efecto corona. La polarización del material puede ser realizada a temperatura ambiente; polarizando a alta temperatura, cercana a la temperatura de transición vitrea, se logran algunas ventajas para polímeros. Es posible así un incremento en la movilidad de rotación de la molécula huésped y puede ser obtenida una fuerte orientación. En este campo y otros de alto interés tecnológico es útil una fácil determinación de la temperatura de transición vitrea o de reblandecimiento. En esta tesis se muestra como, las anomalías en las propiedades termoplásticas de un sólido amorfo pueden ser detectadas a tiempo real, monitoreando la señal fotoacústica inducida por Láser en el mismo, mientras se lo somete a temperaturas por encima de la transición vitrea. Se puede establecer así la zona de temperaturas en la cual ocurre la misma. Esta técnica también fue implementada para la detección de transiciones de fase amorfo - cristalino en sólidos amorfos metálicos de aleaciones de Mg-Zn, pudiendo en estos casos ver como, variando la velocidad de calentamiento, se puede determinar la energía de activación de la transición.

En esta Tesis se estudian distintas clases de lentes gravitacionales, trabajando con fuentes y/o lentes relativistas. Se hace una revisión de distintos objetos relativistas como ser agujeros negros, núcleos galácticos activos y agujeros de gusano, y se resumen los aspectos básicos de la teoría de lentes gravitacionales. Se muestra que algunas fuentes de rayos gama no identificadas ubicadas a altas latitudes pueden ser el resultado de la amplificación gravitacional, debido a una estrella dentro de una galaxia interpuesta, de las regiones interiores de núcleos galácticos activos débiles y distantes. Las regiones de rayos gama más interiores pueden sufrir gran amplificación, mientras que no hay amplificación para las frecuencias de radio, resultando en la ausencia de contrapartes fuertes. Se analizan los efectos de cromaticidad introducidos por el tamaño finito de la fuente cuando la lente gravitacional es un agujero de gusano. Estos efectos permiten distinguir entre los agujeros de gusano y otros objetos de materia ordinaria por medio del análisis de las curvas de luz y de los espectros. Se discute también la posibilidad de detección astronómica de dichos efectos. Se estudia el escenario donde la lente gravitacional es un agujero negro de Reissner-Nordström, obteniéndose, en el límite de campo fuerte las posiciones y las amplificaciones de las imágenes relativistas. El formalismo desarrollado se aplica al caso de un agujero negro cargado poco masivo ubicado en el halo galáctico y se compararan los resultados con los obtenidos para el caso de un agujero negro de Schwarzchild de igual masa.