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Tesis (Doctor en Astronomia)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física, 2009.

En esta tesis se estudian algunos aspectos de la interacción de láser de femto-segundos con cristales de niobato de litio aplicada a la fabricación de guías de onda. Se analizan los campos de deformaciones residuales de la interacción que permiten generar estas guías de onda. Los principales métodos experimentales de caracterización utilizados en este análisis son: mapeos espectroscópicos μ-Raman y medidas de campo cercano de modos guiados. Las medidas experimentales se ajustaron y/ó compararon con resultados de un modelo numérico que representa una expansión arbitraria de una elipse en el seno de un material elástico. A partir de este proceso, fue posible encontrar interesantes resultados relacionados con las características de la expansión producida por la interacción. El modelo numérico utilizado se generó en entorno MATLAB y resuelve tanto el problema elástico bidimensional para una expansión arbitraria, como así también, los modos guiados originados por su deformación residual. A su vez, se presentó y aplicó un método denominado “directo” que permite obtener el campo de índice de refracción aproximado a partir de mapas μ-Raman, en guías de onda originadas por deformaciones. Este método no requiere un modelo numérico ni iteraciones. En el presente trabajo de tesis se profundiza sobre el origen de guías de onda fabricadas con láser de femtosegundos, evaluando, a su vez, distintos métodos para estudiar los campos de deformaciones y de índice de refracción. Esto tiene potencial aplicación en el diseño de dispositivos fotónicos, como así también, en el estudio del comportamiento mecánico de materiales ópticos.

La Enfermedad de Parkinson (EP) es el desorden neurodegenerativo motor más frecuente, caracterizado por la presencia de agregados proteicos amiloideos intra y extraneuronales conocidos como Cuerpos de Lewy (CL). El principal componente de estas estructuras es alfa-sinucleína (AS), una proteína presináptica de 140 aminoácidos abundante en células dopaminérgicas del cerebro aunque su función fisiológica permanece aún desconocida. En su forma libre nativa AS carece de una estructura secundaria definida pudiendo adoptar múltiples conformaciones en solución y en asociación con otras proteínas y membranas. Se cree que los CL y las fibras amiloides maduras (mafs) son el resultado de un proceso de mal plegamiento, auto-ensamblado y asociación de AS y que posiblemente sirven como mecanismos de protección para la célula, a través de la redistribución en la población de las especies tóxicas intermediarias solubles asociadas a etapas tempranas. Estudio in vitro de las especies y procesos involucrados en la agregación de AS brindan la posibilidad de entender los mecanismos subyacentes en EP. El diseño de nuevas formas de detección de las especies intervinientes en el proceso de agregación y el estudio de los mecanismos de formación de dichos intermediarios tempranos poseen una alta importancia. En esta tesis, se sintetizaron sondas fluorescentes sensibles a cambios en la polaridad de su microentorno que permiten monitorear el proceso de auto-ensamblado y asociación de AS marcada covalentemente con estos compuestos. Dichas sondas demuestran una muy alta sensibilidad al proceso en estudio, proveyendo una novedosa metodología de monitoreo en continuo con la mínima perturbación del sistema. Diversas sondas fueron sintetizadas basándose en la familia de las 3-hidroxicromonas (3HC), compuestos altamente sensibles a los cambios de polaridad de su entorno. Su particular estructura química posibilita el fenómeno conocido como ESIPT (‘Excited State Intramolecular Proton Transfer o Transferencia Protónica Intramolecular en el Estado Excitado’). En ESIPT se produce una transferencia protónica intramolecular en el estado excitado obteniendo dos formas excitadas cada una con un nivel de energía distinto. Con lo cual estos compuestos fluorescentes ESIPT presentan dos bandas de emisión en lugar de una sola. La posición, intensidad y relación entre las bandas de emisión se modifican de acuerdo a los cambios en la polaridad, formación de enlaces por puentes de hidrógeno, y acidez/basicidad del microentorno de la sonda. Las nuevas sondas 3HC sintetizadas resultaron reporteros muy versátiles para el proceso de agregación de AS, particularmente sensibles a las etapas tempranas a cuyos agregados de AS se les adjudica la mayor citotoxicidad. La combinación de distintas sondas de polaridad han permitido obtener datos experimentales acerca de la formación y desaparición de intermediarios pre-amiloideos transientes. Las curvas de agregación obtenidas y sus cambios espectroscópicos fueron complementadas con un análisis por Microscopia de Fuerza Atómica (AFM). Mediante un estudio sistemático por AFM se lograron identificar las diferentes especies provenientes del proceso de autoensamblado de AS, donde cada una de las especies fue caracterizada y catalogada. Estudios a diferentes temperaturas permitieron evaluar su influencia en la cinética y termodinámica del proceso de agregación. Incubaciones a baja temperatura (4°C) permitieron definir un mínimo local de energía en la coordenada de la agregación, revelando una novedosa especie supramolecular (la "acuna") que muestra indicios de estar directamente involucrada en el paso clave de la formación de estructuras fibrilares. Estudios preliminares sobre células SH-SY5Y en cultivo dan indicios de que las acunas son citotóxicas. A través de la Crio-Microscopía de Transmisión Electrónica (Cryo-ET) se obtuvo información estructural con resolución sub-nm de esta novedosa especie supramolecular. Los estudios dieron lugar a la formulación de un nuevo esquema secuencial de agregación (SAS) para AS, basándose en conceptos de química coloidal, de polímeros y supramolecular. SAS distingue 3 etapas de la agregación: molecular, coloidal y fibrilar, en función de las estructuras halladas, su orden secuencial lineal y orquestado de interconversión, su presencia transiente (aparición y desaparición) y morfología característica. Además, SAS distingue etapas exergónicas y endotérmicas del proceso global, señalando un mínimo local de energía correspondiente con la formación de la acuna. Se prevé que este modelo pudiera ser útil no sólo para AS sino para otras proteínas amiloideas “intrínsicamente desordenadas” asociadas a enfermedades neurodegenerativas similares, abriendo la posibilidad de la existencia de un mecanismo común y unificado. Esta tesis doctoral involucra un estudio desde lo sintético orgánico y la biofísica estructural, utilizando microscopias de alta resolución y herramientas fluorescentes avocadas al estudio y la descripción del proceso integro de agregación de AS, obteniendo nuevos datos relevantes al área que son interesantes de continuar y ser explorados por el aporte que puedan rendir en el contexto biomédico.

El estudio de procesos dinámicos en sistemas con topologías complejas es un tema de gran interés actual, debido a sus aplicaciones en diversos campos de la ciencia. En particular, los procesos de contacto que surgen de la interacción entre las unidades de un sistema han sido utilizados con gran éxito para modelar diversos fenómenos en el campo de la física. Nosotros nos centraremos en estos procesos aplicados a fenómenos sociales como la formación de opiniones y la propagación de enfermedades en redes bidimensionales y redes complejas múltiples, a partir de simulaciones computacionales y algunas descripciones teóricas. En el primer capítulo se describen los modelos de partículas interactuantes en la Física Social que constituyen las dinámicas fundamentales utilizadas en este trabajo. En el segundo capítulo estudiamos un modelo de dinámica de opiniones que explora la competencia entre la persuasión y el compromiso en una población de individuos que interactúan en una red cuadrada bidimensional. Esta competencia es modulada por una variable r para la cual el sistema tiene comportamientos bien diferenciados: centralización y bipolarización. En el tercer capítulo analizamos la interacción entre dos procesos diferentes, la formación de opiniones y la propagación de una enfermedad en una población de individuos utilizando una red compleja de múltiples capas, donde estas se acoplan a través de sus enlaces. Ambas dinámicas se ven modificadas por la presencia del acoplamiento, cambiando el tipo de transición de fase sana-endémica y la naturaleza del consenso. En el cuarto capítulo describimos otro modelo sobre redes múltiples: la diseminación de una epidemia y la divulgación de la información sobre el conocimiento de esa enfermedad y sus métodos de prevención. Encontramos que la velocidad de propagación de la información no siempre reduce el brote de la epidemia. Por último presentamos las conclusiones generales y las perspectivas de este trabajo.

En esta tesis presentamos un estudio de las propiedades emergentes de sistemas com-plejos cuyas interacciones tienen origen en el comportamiento humano y en dinámicas sociales. Para ello encaramos los problemas con un enfoque interdisciplinario, utilizan-do métodos derivados de la fı́sica estadı́stica, la matemática y conceptos básicos de lasociologı́a y teorı́a del comportamiento. Los cinco capı́tulos principales de este trabajo(del 3 al 7), se resumen en las lı́neas siguientes.En el tercer capı́tulo consideramos una clase de modelo de formación de opinióndonde la diseminación de las opiniones individuales se produce a través de la difusiónde consenso y disenso local. En este contexto, estudiamos la aparición de un consensocolectivo total o un disenso máximo en arreglos unidimensionales y bidimensionales.Observamos que en ambos casos, la probabilidad de alcanzar un consenso total exhibepropiedades de escala bien definidas en función del tamaño del sistema. En particular,los sistemas bidimensionales, mostraron exponentes no triviales y puntos crı́ticos.El interés por la dinámica de formación de opinión nos llevó a encarar el experi-mento social que contamos en el capı́tulo cuatro, este experimento tiene como objetocuantificar el cambio de opiniones de un sujeto sobre un conjunto de asuntos especı́ficos,bajo la influencia de las opiniones de los demás. Registramos las respuestas cuantita-tivas de 85 sujetos a 20 preguntas antes y después de un evento de influencia, donde hicimos hincapié en caracterizar los cambios en respuestas y confianzas inducidas portal influencia. Encontramos que los cambios de confianza son en gran medida independientes de cualquier otra cantidad registrada, mientras que los cambios de opinión seobservaron muy relacionados a la confianza del sujeto. Los resultados experimentalesse utilizaron para proponer las interacciones sociales en un modelo de formación deopinión basado en agentes. En el contexto de este modelo, estudiamos la convergenciaal pleno consenso y el efecto de lı́deres de opinión sobre la distribución colectiva deopiniones.En el quinto capı́tulo proponemos un juego evolutivo de coordinación para for-malizar un modelo simplificado de la evolución de las estrategias durante el cortejohumano. La dinámica, derivada de la consideración de observaciones experimentalessobre el comportamiento social humano, el cual muchas veces es impulsado por la con-fianza en sı́ mismo y la imitación social, resulta no ser monótona. Esta propiedad dalugar a una evolución no trivial en las estrategias de los jugadores, que estudiamostanto numéricamente como analı́ticamente. Abordamos en el sexto capı́tulo un problema de propagación de información sobreredes complejas, centrando nuestro interés en estudiar el efecto de posibles fallas. Enla dinámica que proponemos, en una red de N nodos se reparten 10N paquetes deinformación con el siguiente contenido: (1) La dirección de destino, y (2) un mensaje atransmitir. Los nodos de esta red tienen la capacidad de recibir y transmitir paquetesde información, los cuales se propagan en la red con una estrategia simple: un nodoque quiere transmitir un paquete se fija si la dirección de destino es la de alguno de susvecinos, si es ası́ se lo envı́a, y si no lo envı́a a algunos de sus vecinos al azar. Proponemosque los nodos tienen una probabilidad de transmitir información errónea y modelamosdos tipos de errores posibles que pueden ser asociados a errores del tipo humano en laadministración de información. En este contexto, manteniendo la probabilidad de errorfijo, nos enfocamos en estudiar el efecto que las diferentes topologı́as de red producenen la pérdida de información global del sistema.En el contexto de los estudios de comportamiento, es sabido que el accionar de losconductores de vehı́culos en los sistemas de tránsito es clave para entender las grandescongestiones de tránsito. Abordamos este tema en el capı́tulo séptimo, donde nos pro-ponemos modelar el efecto de la colocación de un semáforo en una vı́a unidimensionaldonde los autos fluyen con condiciones de contorno abiertas en los extremos. En esteentorno, el semáforo produce una perturbación que se ve magnificada por la actitud delos conductores, las cuales las consideramos como: (1) mantener una velocidad prudentey (2) mantener una distancia prudencial entre autos. En base a esto, hicimos un estudiodel efecto de los tiempos caracterı́sticos del semáforo sobre la densidad del tránsito,observando una transición de fase abrupta entre estados de tránsito congestionados yno congestionados. Además observamos una dependencia de esta transición respectoal flujo de autos a la entrada de la calle, a partir de la cual obtuvimos un diagrama defases para el sistema, el cuál consideramos que podrı́a ser utilizado como un soporteteórico para el desarrollo tecnológico de luces de control más inteligentes.

Se estudian aspectos globales en espaciotiempos no triviales a partir de la autointeracción electromagnética de una carga puntual q. Las geometrías de fondo tienen simetría esférica o cilíndrica y se construyen con una cáscara delgada de materia, de forma tal que presentan una o dos regiones asintóticas. Se resuelven las ecuaciones de Maxwell electrostáticas y se renormaliza el potencial en la posición de la carga para obtener su autointeracción. La fuerza electrostática sobre la carga puntual q, medible por un observador local, manifiesta propiedades topológicas y geométricas del espaciotiempo de fondo. Los resultados se analizan en función de la curvatura espacial κ± de la superficie de la cáscara embebida (codificada en del tensor de curvatura extrínseca Κ± ij ), y de la topología de la variedad. Los espaciotiempos esféricos se construyen con métricas de Schwarzschild, y para los cilíndricos se usan métricas cónicas obtenidas de la geometría de una cuerda cósmica local. Se asocia la desviación del campo electrostático al salto de la curvatura espacial κ sobre la cáscara, y se caracteriza el potencial de la carga q a partir de la topología y el efecto que produce la curvatura de la cáscara. En los casos con una región asintótica, la autofuerza sobre q cerca de la cáscara se vuelve atractiva si κ > 0, o repulsiva si κ < 0. Los espaciotiempos con dos regiones asintóticas (agujeros de gusano) tienen κwh > 0, correspondiendo a gargantas de materia exótica. El efecto cerca de la garganta es atractivo excepto en configuraciones esféricas con radio de la cáscara r0 menor al de las órbitas fotónicas de las geometrías de Schwarzschild. En variedades esféricas con dos regiones asintóticas se identifica a la garganta con una carga imagen neta (ver fórmula en el contenido del pdf) vista desde la región donde se encuentra la partícula con carga q y posición rt´. A los efectos de la autointeracción ésta representa una fuerza de orden r´−3 asintóticamente. En los casos cilíndrico se encuentra (ver fórmula en el contenido del pdf) asociada a una distribución superficial de carga imagen que depende de la posición r´. Esta carga caracteriza la variación del flujo asintótico del campo eléctrico que genera la carga q.

La presente tesis doctoral se enmarca dentro de un plan cuyo objetivo a largo plazo es obtener una celda solar eficiente, con tecnología de lámina delgada, que actúe como fuente renovable de energía. Dentro de este contexto, el camino seguido en esta tesis es el estudio de métodos electro-ópticos que permitan caracterizar muestras de silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H), el cual es uno de los materiales más empleados para producir celdas solares basadas en la tecnología de película delgada. Las técnicas a estudiarse en esta Tesis se enmarcan dentro de los denominados \\emph{métodos fotoconductivos}, pues se basan en hacer incidir luz sobre un semiconductor y utilizar los datos de la fotocorriente generada para inferir características importantes de la muestra en cuestión. Dentro de los parámetros que definen a un semiconductor, la longitud de difusión es uno de los más importantes para cuantificar su calidad en vistas a ser utilizado en dispositivos fotovoltaicos. Los procesos de recombinación, que limitan el valor de dicha longitud de difusión, están gobernados por los estados presentes en la banda prohibida del semiconductor. Es por esto que el objetivo principal de esta Tesis es estudiar técnicas ya conocidas, o idear nuevas propuestas, que permitan obtener información de parámetros como la longitud de difusión, y/o reconstruir la densidad de estados en la banda prohibida del semiconductor, a partir de mediciones de la fotocorriente.

Durante las últimas décadas, la nanotecnología ha adquirido gran relevancia a nivel mundial en el ámbito científico y socio-económico. El constante estudio del comportamiento y desarrollo de materiales en la nanoescala permite, entre otras cosas, impulsar nuevos conocimientos e innumerables aplicaciones en diversos campos de la ciencia y la tecnología que abarcan desde la biomedicina hasta las telecomunicaciones. Los nanomateriales presentan propiedades físico-químicas muy diferentes de las que posee un material en estado macroscópico (bulk). Por lo tanto, el estudio de estas propiedades así como la síntesis de nanoestructuras, constituye un área de gran importancia no totalmente resuelta para el posible desarrollo de nuevos materiales y aplicaciones. Esta Tesis doctoral tiene como objetivo general el estudio y caracterización de suspensiones coloidales de nanopartículas (NPs) esféricas sintetizadas por ablación láser de pulsos ultracortos, combinando un aspecto de desarrollo experimental y otro teórico, con el fin de complementar ambos aspectos. El desarrollo experimental se orienta en la síntesis de NPs esféricas por medio de la técnica de ablación láser de pulsos de femtosegundos de blancos sólidos de plata, níquel y hierro en medios líquidos (FLASiS, por sus siglas en inglés), a diferentes energías y en distintos medios. La elección de estos metales se basa en sus potenciales aplicaciones en compuestos bactericidas, conservación de productos alimenticios, procesos catalíticos y diversas ramas de la nanomedicina como así también por su afinidad para formar materiales compuestos con propiedades ópticas específicas. Asimismo, para la caracterización morfológica, de tamaño, estructura y composición de los coloides se emplea principalmente la técnica de espectroscopía de extinción óptica (OES, por sus siglas en inglés), y para su complementación, se utilizan independientemente técnicas de microscopía de fuerza atómica (AFM, por sus siglas en inglés), microscopía electrónica de transmisión (TEM, por sus siglas en inglés), difracción de electrones (ED, por sus siglas en inglés), espectroscopía y micro-espectroscopía Raman, dispersión de rayos X a bajo ángulo (SAXS, por sus siglas en inglés) y potencial z. Para coloides de NPs magnéticas, se analiza su respuesta mediante magnetometría de muestra vibrante (VSM, por sus siglas en inglés). Particularmente en el caso de Ag, además de la caracterización morfológica, de estructura y tamaño, se realiza el análisis de estabilidad a largo plazo de las suspensiones coloidales, usando agentes estabilizadores como almidón soluble (st) y citrato trisódico (TSC). El aspecto teórico de esta Tesis abarca una descripción cualitativa y cuantitativa de la función dieléctrica de metales en la nanoescala, analizando la dependencia con el tamaño para radios inferiores a 10 nm, y el desarrollo de un novedoso método de regresión lineal para la determinación de los valores de la frecuencia de plasma ω_"p" y la constante de amortiguamiento γ_"libre", a partir del ajuste de la función dieléctrica experimental macroscópica (bulk) para frecuencias bajas (longitudes de onda largas) utilizando el modelo de Drude. Estos parámetros son determinados para metales tales como Au, Ag, Cu, Ni, Mo, W, Pb, Zn y Na, con los que es posible modelar luego, la función dieléctrica dependiente del tamaño. Con el desarrollo de este modelado y la teoría de Mie, se analizan y ajustan teóricamente los espectros de extinción experimentales de Ag y Ni (técnica OES), reproduciendo computacionalmente la respuesta óptica de sus coloides, para luego determinar la composición, estructura y distribución de tamaños de las NPs sintetizadas. Por otra parte, se analiza la presencia de clusters metálicos de pocos átomos presentes en las suspensiones coloidales, formados durante el proceso de síntesis FLASiS, mediante el estudio de su fluorescencia. Este análisis se desarrolla en función de la energía usada para la síntesis, proporcionando la posibilidad de determinar la fluencia del láser que genera clusters con mayor eficiencia cuántica de luminiscencia. También se estudia la formación de fractales de NPs a partir de procesos de agregación limitada por difusión, durante el secado de las muestras coloidales para el desarrollo de algunas medidas experimentales como AFM y micro-espectroscopía Raman. Finalmente y a modo de aplicación, se analiza como prueba de concepto la posibilidad de diseñar un sensor de partícula simple de contaminantes en agua, a partir del estudio de su resonancia plasmónica. Los coloides de Ag sintetizados por FLASiS en soluciones de TSC pueden llegar a ser un método viable para este sistema de sensado, debido al alto grado de monodispersión de tamaños conseguido.

Los blazares son un tipo de núcleos galácticos activos (AGN por sus siglas en inglés) caracterizados por presentar emisión, intensa y variable, a lo largo de todo el espectro electromagnético, desde radio hasta rayos gamma. Sus distribuciones espectrales de energía (SED por sus siglas en inglés) están dominadas por emisión no térmica generada por procesos sincrotrón a bajas frecuencias, y (posiblemente) por Compton inverso a frecuencias más altas. Según el modelo estándar de acreción de materia a un agujero negro supermasivo (SMBH por sus siglas en inglés), los blazares son AGNs cuyos jets están orientados en la dirección de la visual. En consecuencia, la emisión electromagnética proveniente del jet se ve modificada por efectos relativistas que incrementan en varios órdenes de magnitud el flujo observado y acortan las escalas de tiempo, generando el dominio de su emisión por sobre la de cualquier otra componente del AGN como, por ejemplo, la emisión térmica del disco de acreción, la emisión de las nubes de gas circundante (líneas), etc. En el caso de los objetos BL Lac, un subtipo de blazares, este efecto es tal que sus espectros ópticos consisten puramente de un continuo no térmico, sin que se detecten líneas de emisión, o bien, que sólo se detecten líneas extremadamente débiles. Por consiguiente, para muchos de estos objetos, no ha sido posible determinar su valor de corrimientos al rojo (z), lo cual genera incerteza en todas las propiedades físicas que dependen de la distancia. En muchos casos se estima el valor de z a partir de la detección de la galaxia anfitriona, pero esto no siempre es posible debido justamente al intenso flujo del núcleo activo que domina la emisión, sumado al problema de la resolución espacial. Un caso que particularmente ha planteado un dilema, es el de los blazares detectados en rayos gamma de muy altas energías (VHE: Very High Energy; E > 100 GeV) que presentan corrimientos al rojo, estimados, relativamente altos. Para un objeto a z=0.5, más del 90% de los fotones gamma emitidos a VHE son absorbidos por la componente infrarroja de la luz difusa extragaláctica (EBL por sus siglas en inglés), debido a procesos de creación de pares electrón–positrón, generando un efecto similar al del polvo interestelar (en el rango óptico) sobre la luz de las estrellas, debido a que el flujo observado del blazar en rayosgamma resulta atenuado, presentando un espectro más “blando” que el intrínseco. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el espectro gamma intrínseco sólo puede reconstruirse conociendo z y disponiendo de un modelo apropiado de la EBL. A partir de observaciones realizadas con el Telescopio Espacial Hubble (HST por sus siglas en inglés) se ha podido establecer que los blazares de tipo BL Lac se albergan en galaxias elípticas gigantes luminosas (MR =-23 mag --> -24 mag y Reff=-8 kpc --> 17 kpc), comúnmente encontradas en cúmulos pobres o grupos compactos (denominados “cúmulos anfitriones”) en donde los vecinos más cercanos suelen ser elípticas normales. El estudio de las galaxias anfitrionas presenta gran dificultad teniendo en cuenta que el intenso brillo proveniente del blazar, en la mayoría de los casos, impide observar la componente estelar. Por lo tanto, aunque las imágenes del HST permiten realizar un estudio más detallado en la cercanía del núcleo, su profundidad no es suficiente como para detectar las regiones más externas y débiles. En consecuencia, la determinación del corrimiento al rojo de objetos BL Lac en base a la detección de su galaxia anfitriona no es el método más eficiente, pero resulta ser una herramienta útil si se encuentra acompañada de la evidencia de un cúmulo anfitrión de galaxias conteniéndola, debido a que se convierte en el escenario ideal para el estudio de blazares con corrimiento al rojo indeterminado. Bajo este contexto, en esta tesis se desarrolla una técnica espectrofotométrica que busca determinar el corrimiento al rojo de una muestra limitada de objetos BL Lac, específicamente los objetos 3C 66A, PG 1553+113 y PKS 0332-403. Estos tres blazares distantes, emisores de rayos- y detectados en altas y muy altas energías, fueron estudiados en diferentes trabajos sin resultados definitivos alrededor de su corrimiento al rojo. Para estos objetos no se ha reportado la detección de su galaxia anfitriona y tampoco se ha realizado un estudio detallado de su entorno inmediato. Por lo cual, a través del método espectrofotométrico aquí propuesto, se realiza un análisis tanto de los blazares que componen la muestra como de los objetos presentes en su cercanía, con la intención de estimar su corrimiento al rojo, ya sea, de forma directa a través de la observación de alguna característica en sus espectros ópticos y/o la detección de sus galaxias anfitrionas, o de forma indirecta, a través de la detección de sus cúmulos anfitriones. Este análisis se desarrolla a partir de datos fotométricos y espectroscópicos obtenidos con los telescopios Gemini Norte y Gemini Sur en los filtros g’ e i’ y haciendo uso de los espectrógrafos Multi-Objeto GMOS (por sus siglas en inglés) con las redes de difracción B600 y R400. Estos instrumentos permitieron observar campos de 5.5x5.5 arcmin^2 centrados en cada uno de los blazares y extraer el espectro de 78 fuentes individuales. Los datos fueron reducidos y analizados con ayuda de una serie de tareas incluidas dentro del software iraf, propias para el tratamientos de imágenes obtenidas con este instrumento, así como también de programas independientes como SExtractor. En el desarrollo del método propuesto se ejecuta una serie de procedimientos para el cumplimiento del objetivo principal de esta tesis: - Se realiza la fotometría de todos los objetos presentes en cada campo, en los filtros g’ e i’. - Se elaboran los diagramas color-magnitud (DCM) de cada campo. - Se obtiene el espectro óptico tanto de los blazares como de una submuestra de galaxias seleccionadas en su entorno. - Se determina el corrimiento al rojo de estas galaxias a través de un proceso de correlación cruzada, que permite identificar líneas de emisión y/o absorción en sus espectros. - Se identifican cúmulos de galaxias en cada campo, a partir de la igualdad del corrimiento al rojo espectroscópico, para los objetos de la submuestra. - Se realiza un análisis espectrofotométrico que permite evaluar la probabilidad de pertenencia de los blazares a alguno de estos cúmulos. Este conjunto de procedimientos resulta importante debido a que incrementa la probabilidad de determinar el corrimiento al rojo de los blazares, incluso, si no hay resultados espectroscópicos favorables, considerando que el estudio espectrofotométrico de sus entornos, puede proporcionar la identificación de su posible “cúmulo anfitrión” y, llegado el caso, establecer límites de z comparables con las medidas reportadas en otros trabajos. Al final de esta tesis, se identifica si existe alguna asociación física entre los blazares de la muestra y los cúmulos detectados en sus entornos, haciendo uso de un método poco aplicado que permitiría la resolución del problema que dio origen a esta investigación: la determinación del corrimiento al rojo de una muestra de blazares de tipo BL Lac. Un resultado positivo en la aplicación del método espectrofotométrico propuesto para la determinación del corrimiento al rojo de las fuentes estudiadas, proporcionaría información importante para la futura reconstrucción de su espectro en rayos gamma intrínseco y la elaboración de un modelo de EBL apropiado para el análisis de fuentes distantes, lo que resulta significativo tanto para la astrofísica de los AGNs como para la cosmología.

El estudio de los procesos fotofísicos primarios de colorantes en medios heterogéneos tiene gran importancia en el desarrollo de materiales fotoactivos de utilidad en diversos campos de aplicación. El creciente interés en este tipo de sistemas, en particular aquellos compuestos por colorantes incorporados a soportes sólidos, fue acompañado por el desarrollo de métodos y técnicas específicos para su caracterización. Sin embargo, debido a dificultades experimentales, no existen métodos confiables para la determinación de rendimientos cuánticos de formación de estados triplete en medios sólidos dispersores de luz. En este trabajo de Tesis se presenta un método para la determinación de dichos rendimientos basado en la aplicación de la espectroscopia optoacústica inducida por láser (LIOAS). El estudio incluye la aplicación de técnicas resueltas en el tiempo que complementan la caracterización de los estados excitados. De esta manera, la Tesis avanza sobre el conocimiento de los procesos fotofísicos primarios de colorantes adsorbidos sobre celulosa, en particular las propiedades del estado triplete de colorantes xanténicos como la Eritrosina B y el Rosa de Bengala. Los resultados obtenidos se interpretan en términos de las interacciones entre las moléculas de colorante y entre éstas y la matriz sólida.