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Las estrellas enanas blancas constituyen el destino final más común de la evolución estelar. Es sabido que más del 95\% de las estrellas culminarán su vida como enanas blancas. Como consecuencia, estas estrellas contienen información valiosa sobre nuestro entendimiento de la formación y evolución estelar, las propiedades nuestra galaxia y los sistemas planetarios, entre otras. No obstante, a fin de hacer uso de la población de enanas blancas como herramienta de estudio de diversos problemas astrofísicos, es necesario tener observaciones precisas y prescripciones confiables para modelar las diferentes poblaciones estelares. En ese sentido, la misión espacial GAIA constituye un avance sin precedentes, pues ha mejorado sustancialmente la calidad de las observaciones de enanas blancas de nuestra galaxia. Desde el punto de vista teórico, la gran variedad de aplicaciones de las enanas blancas requiere de una nueva generación de modelos evolutivos que contemplen los avances más recientes en la microfísica y un tratamiento completo de sus etapas evolutivas previas. Partiendo de esta base, la finalidad principal de esta tesis consiste en presentar cálculos detallados de la evolución y estructura de estrellas enanas blancas. En ese sentido, en esta tesis se han incorporado al modelado de dichas estrellas, procesos físicos que habitualmente son despreciados en los cálculos de evolución estelar. Estos procesos afectan los tiempos de enfriamiento y la composición química de las enanas blancas. A su vez, un segundo objetivo de esta tesis consiste en aplicar estos nuevos modelos detallados a la población actual de enanas blancas de nuestra galaxia. Para empezar, se estudió el impacto de la quema nuclear residual de hidrógeno (H) en enanas blancas provenientes de progenitores de baja metalicidad. Esta constituye una fuente extra de energía habitualmente despreciada en los cálculos evolutivos de enanas blancas, que naturalmente enlentece los tiempos de enfriamiento. Este efecto debería verse reflejado en la función de luminosidad de enanas blancas de poblaciones de baja metalicidad. Es por esto que en esta tesis, se estudió la función de luminosidad observada del cúmulo globular viejo y rico en metales NGC 6397. A su vez, se ha estudiado la posibilidad de que la quema nuclear estable de H excite modos pulsacionales a través del mecanimo epsilon, en enanas blancas en entornos de baja metalicidad. Por otra parte, se ha estudiado el impacto de la difusión del $^{22}$Ne en las propiedades evolutivas y pulsacionales de las enanas blancas. Para poder realizar este estudio, se han incorporado nuevos coeficientes de difusión del $^{22}$Ne y se ha mejorado notablemente el tratamiento numérico de este proceso. A su vez, se ha estudiado la evolución de enanas blancas deficientes en H. Con esa finalidad, se han incorporado modelos de atmósferas detalladas deficientes en H, que proporcionan condiciones de borde realistas para el modelado de la evolución de este tipo de estrellas. Estas condiciones de borde eran una pieza clave faltante de los modelos evolutivos de enanas blancas existentes en la literatura, necesaria para estimar correctamente los tiempos de enfriamiento. Por último, hemos calculado modelos evolutivos de enanas blancas masivas con núcleos de Oxígeno (O) y Neón (Ne). Estos cálculos son los primeros en considerar la separación de fase del O-Ne durante el proceso de cristalización y su consecuente liberación de energía. En esta tesis se han incorporado varios procesos físicos al código de evolución estelar LPCODE, proporcionando un marco te\'orico para, en los años subsiguientes, contrastar estos modelos teóricos con las observaciones. Esperamos con esta nueva generación de modelos evolutivos responder a diversos interrogantes planteados por las nuevas relevaciones observacionales.

Tesis (Doctor en Astronomía)--Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Matemática, Astronomía y Física, 2015.

Las estrellas de neutrones (ENs) son uno de los objetos astrofísicos más extremos, tanto desde un punto relativista como cuántico, dado que alcanzan densidades que no se pueden encontrar en otros lugares del universo. Esta propiedad las convierte en laboratorios naturales, en donde se pueden poner a prueba diversos modelos y teorías. Por un lado, el estado de la materia densa, y su consiguiente ecuación de estado (EdE), es uno de los mayores interrogantes que plantean y que se pueden estudiar en estos objetos. Además, desde hace una década, a partir de las detecciones de los púlsares J1614-2230 y J0348+0432 -las cuales impusieron una fuerte restricción para la masa máxima de las ENs, M_max ≳ 2 M_☉ - y con el inicio de la astronomía multimensajera de ondas gravitacionales, a partir de la detección del evento GW170817 y su contraparte electromagnética, ha comenzado una etapa de investigación de precisión para las ENs. En esta línea se inscribe la detección del pulsar PSR J0740+6620, la cual ocurrió durante la redacción de esta tesis. Esta última observación impone la cota en la masa máxima más fuerte de la actualidad, M_max ≳ 2.05 M_☉. En este contexto se plantea esta Tesis de Doctorado, cuyo objetivo general es aportar una mejor comprensión de la estructura, estabilidad y composición interna de las ENs aisladas. En particular, se busca estudiar estos objetos, con una perspectiva teórica, considerando la hipótesis de que en sus núcleos ocurra una transición de fase de materia hadrónica a materia de quarks, dando lugar a estrellas híbridas (EHs). Dicha hipótesis se ve justificada por el hecho de que estos objetos compactos alcanzan, en sus núcleos, densidades que superan varias veces la densidad de los núcleos atómicos. Para ello, realizamos, en primer lugar, un desarrollo microscópico, utilizando modelos efectivos de la física nuclear y subnuclear para construir la EdE híbrida, la cual incluye las contribuciones de las fases de hadrones y de quarks. Además, consideramos que la transición de fase hadrón-quark resulta una transición abrupta, con una interfase discontinua. En el caso de la materia de quarks, utilizamos un modelo efectivo de la Cromodinámica Cuántica, denominado Método de Campo Correlacionador. Para la materia hadrónica, utilizamos diferentes versiones de la aproximación de Campo Medio Relativista. Una vez construida la EdE, mediante las ecuaciones de equilibrio hidrostático relativistas de Tolman-Oppenheimer-Volkoff, obtenemos las soluciones que nos permiten estudiar la estructura macroscópica de las EHs. Además, estudiamos la estabilidad dinámica para las configuraciones obtenidas, considerando diversos criterios de estabilidad, para analizar qué tipo de soluciones estáticas pueden tener implicancias astrofísicas. En particular, analizamos la estabilidad dependiendo del tipo de transición de fase en el interior de estos objetos, rápida o lenta. En el marco de la hipótesis de la transición hadrón-quark y trabajando según la metodología enunciada, estudiamos dos escenarios diferentes de interés astrofísico. Primero, abordamos la etapa de proto-EN, en la cual se modela la EN durante los primeros minutos inmediatamente posteriores a su formación, luego de la explosión de supernova de la estrella progenitora. En esta etapa, se deben considerar los efectos de las altas temperaturas, las cuales pueden llegar hasta 10^12 Kelvin, y la presencia de neutrinos atrapados en su interior. En el segundo escenario, incluyendo la presencia del campo magnético, se estudia el problema de las magnetares, ENs con campos magnéticos superficiales de hasta 10^15 Gauss. En este escenario, además de la contribución puramente magnética, se debe considerar la cuantización de Landau para las partículas con carga eléctrica no nula. Ambos escenarios, además, deberían presentar una evolución temporal, debido al proceso de enfriamiento y desleptonización de la proto-estrella o al decaimiento del campo magnético en la magnetar. Por lo tanto, estudiamos posibles transiciones evolutivas entre configuraciones estables, a través del análisis de la relación masa gravitacional-masa bariónica para las diferentes familias de estrellas calculadas. Los resultados obtenidos muestran que los modelos estudiados satisfacen las restricciones observacionales actuales. Por otro lado, obtenemos que es posible que ocurra una transición de fase hadrón-quark en el núcleo de las ENs, dando lugar a EHs. Esta transición, en el marco de los modelos considerados, podría ocurrir tanto en el momento de formación del objecto compacto, como en estadios posteriores de su evolución, como consecuencia de su enfriamiento o del decaimiento de su campo magnético. En este sentido, el estudio de las secuencias evolutivas de estos objetos, a través de transiciones entre configuraciones estables, permite analizar en qué momento ocurriría la transición de fase y qué tipo de objetos pueden ser el resultado final de estos procesos. Además, el estudio sobre la estabilidad de estos objetos muestra que, dependiendo del criterio de estabilidad considerado, la existencia de configuraciones híbridas se modifica significativamente. Si se consideran transiciones de fase rápidas, la posibilidad de existencia de EHs resulta marginal, mientras que si se consideran transiciones de fase lentas surge una familia extendida y numerosa de objetos estables híbridos. Dado que el debate en torno a la EdE de la materia densa es actualmente un tema vigente y dinámico, estos resultados resultan provisorios y quedan sujetos a futuros experimentos y observaciones. En este sentido, en el contexto de la nueva era de la astronomía multimensajera de ondas gravitacionales y de la futura astrosismología de ENs, esperamos que los resultados y predicciones obtenidas en esta tesis se enmarquen dentro de esta nueva perspectiva y contribuyan a profundizar el conocimiento sobre la composición interna y el comportamiento de las ENs.

En Argentina, y debido al amplio contexto geográfico donde crece, el cultivo de soja está expuesto frecuentemente a episodios de alta temperatura combinados con baja disponibilidad hídrica. Cuando ocurren durante etapas críticas, estas condiciones ambientales disminuyen el rendimiento del cultivo. Sin embargo, son escasos o inexistentes los estudios que evalúan los mecanismos ecofisiológicos que determinan la partición reproductiva y la generación del rendimiento en respuesta a la combinación de estos estreses abióticos. Los objetivos de esta tesis fueron estudiar la generación del rendimiento en soja, enfatizando el estudio de la dinámica de producción de estructuras reproductivas, la estabilidad de la partición reproductiva y de los mecanismos de compensación entre número y peso de granos en respuesta a la interacción de altas temperaturas y distintos niveles hídricos en suelo. Para ello, durante dos campañas, dos genotipos (DM 4200 y DM 4870)fueron evaluados ante la combinación de dos niveles de temperatura (impuestos como episodios estrés térmico de corta duración)y agua edáfica (riego y secano)durante la etapa crítica de generación de vainas. Se cuantificaron la evolución de la biomasa aérea, la eficiencia de uso de radiación, la dinámica de producción y fijación de vainas, el rendimiento y sus componentes (número y peso de granos)y las relaciones fuente/destino durante las etapas de determinación del número y del peso de los granos. La temperatura máxima promedio durante los episodios de estrés térmico superó en 5,6 ºC a la registrada en tratamientos control. La tasa de fijación de vainas fue 38 por ciento inferior en condiciones de alta temperatura combinada con secano con respecto a los controles regados. El estrés térmico en fructificación redujo el número de granos en ambas condiciones hídricas, aunque en distinta magnitud (17 por ciento riego; 42 por ciento secano). En contraste con los controles, el componente peso de granos no logró compensar la reducción del número de granos en la combinación de estrés térmico y secano. En consecuencia, la alta temperatura con secano redujo la partición reproductiva (15 por ciento p menor a 0,05)y el rendimiento fue consistentemente afectado (45 por ciento inferior a los controles regados). Los resultados de este estudio demuestran que la caída en partición reproductiva y, por ende, en rendimiento final no obedeció a fallas reproductivas ya que el número de vainas iniciadas fue similar en todos los tratamientos. La supervivencia de vainas se asoció con las condiciones ambientales durante las etapas tempranas de su desarrollo, alteradas por el episodio de estrés térmico. Estos resultados ponen de manifiesto la importancia de discriminar los efectos del estrés abiótico según el patrón temporal de fijación de vainas.

El presente trabajo ha tenido como objetivo explorar las propiedades de modelos cuánticos bidimensionales de nidos sobre dos tipos de espacios de fase no-conmutativos: el primero de ellos con parámetros de no-conmutatividad constantes en el espacio de fases, lo que rompe la invariancia de Lorentz, mientras que en el segundo caso la no-conmutatividad es inducida por el corrimiento de las variables canónicas mediante la suma directa de generadores de una representación unitaria irreducible del grupo de Lorentz, preservando así esa simetría.

Se estudiaron durante 2 años los ecto y los endoparásitos de Galaxias maculatus y de Percichthys trucha en un ambiente andino oligotrófico, el lago Escondido, para caracterizar comunidades de parásitos en peces autóctonos de Patagonia. Los peces presentaron buen estado sanitario y características tales como sexo, peso, talla y edad fueron similares a las registradas en otras poblaciones de estas especies en lagos andinos. Se registraron un total de 26 taxones, de los cuales 16 parasitaron al puyen y 17 a la perca. Diplodon chilensis (Mollusca). Ergasilus síeboldi (Crustacea), Derogenes patagonicus, Tylodelphys barilochensis (Digenea) y Camallanus corderoí (Nematoda) se encontraron en ambos; Phílureter trigonopsis, Gymdactylus sp (Monogenea), Posthodiplostomum sp, metacercarias de Acanthostomoídes apophalliformis (Digenea), Contracaecum sp (Nematoda) y Nippotaenia sp (Cestoda) en puyen y adultos de Acanthostomoídes apophalliformis, Polylekithum sp (Digenea). Philonema percihthydis, Hysterothylacium patagonense (Nematoda), Acolpenteron sp y Tetracleídus sp (Monogenea) en perca. El gloquidio de D. chilensis ocupó el mayor número de localizaciones en ambos peces y la branquia fue el órgano con el mayor número de especies parásitas. De un total de 8 gremios, reconocidos en el presente trabajo, los parásitos del puyen conformaron 7 y los de las percas, 6. Las distribuciones presentaron un buen ajuste a la Binomial Negativa y las especies mayoritariamente endoparásitas y autogénicas. tienen ciclos heteroxenos. Los reclutamientos presentaron 2 máximos y uno de ellos se produjo durante los meses más cálidos. La abundancia y la intensidad media presentaron diferencias significativas en todas las especies. Las variaciones de la edad fueron importantes para las variables infrapoblacionales, infracomunitarias y de las comunidades componentes. La presencia de especies centrales fue escasa. Los valores de la dominancia, la riqueza, la diversidad, la equitabilidad, la similitud y la estabilidad fueron intermedios. Las características analizadas indicaron que los parásitos de peces del lago Escondido estarían en el continuo entre comunidades aislacionistas e interactivas, de modo que sus patrones no son totalmente estructurados ni totalmente estocásticos.

La presente tesis se origina en la posibilidad de alcanzar una mejor comprensión microscópica y teórica del comportamiento de semiconductores-dopados en presencia de H, por medio de una versión de FPLMTO21 que ha mostrado ser eficiente en la evaluación de fonones y parámetros hiperfinos. La utilización del ¹¹¹Cd como átomo sonda PAC en semiconductores covalentes y los estudios experimentales realizados sobre Cd-H:Si hacen de éste un prototipo del problema del hidrógeno formando complejos con impurezas aceptoras. Por tanto en este trabajo se propone: 1) Describir, mediante un estudio de primeros principios usando el full potential linear muffin tin orbital method (FPLMTO), las propiedades electrónicas del estado fundamental del Cd como impureza en silicio. Este estudio además de caracterizar al Cd en silicio de gran utilidad para PAC, por sus parámetros favorables para el estudio de la interacción cuadrupolar, reviste un interés adicional. El Cd actúa como un doble aceptor silicio, por lo tanto su comportamiento podría ser representativo de otros dobles aceptores del Grupo IIB Estos están bien caracterizados en Ge por el grupo de E.Haller (Berkeley) no así en Si. 2) Estudiar la impureza Cd formando complejos con hidrógeno en silicio (Cd-H:Si). Hallar las configuraciones de equilibrio locales, obtenidas con el H ubicado tanto en regiones de alta como de baja densidad electrónica. Obtener las frecuencias de vibración de algunos modos locales Predecir el gradiente de campo eléctrico y la constante de acoplamiento cuadrupolar en el sitio del Cd, en cada una de las configuraciones de energía mínima encontradas. Corroborar las configuraciones geométricas propuestas en los trabajos experimentales.

En este trabajo de tesis estudiamos los aspectos estructurales locales y las transiciones electrónicas del hierro en nanopartículas de óxido de Fe(III) o maghemita (γ-Fe2O3), muestras originalmente diseñadas para examinar su respuesta a excitaciones magnéticas para una potencial utilización en hipertermia. Para ello analizamos los resultados de experimentos de absorción de rayos X en el borde K del hierro realizados mediante el empleo de luz sincrotrónica en muestras de γ-Fe2O3 de distinto tamaño (entre 6 y 12 nm) y con dos tipos de recubrimiento orgánicos (APS y DMSA). Además, reprodujimos mediante simulaciones la configuración de niveles de transición electrónica para energías de absorción cercanas al borde K del Fe. Analizamos cómo influye el tamaño de las nanopartículas y el tipo de recubrimiento en el entorno cercano a los átomos de Fe y en la configuración electrónica, cuyos efectos estén posiblemente vinculados con las propiedades magnéticas de estos sistemas.

El objeto de este trabajo es describir la estructura de un núcleo a energías de excitación que van desde la decena de MeV a alrededor de 100 MeV, donde aún podemos hablar de núcleo sin tener en cuenta la estructura de los nucleones; estas energías corresponden a temperaturas nucleares de O a 3 MeV aproximadamente.

La proteína quinasa dependiente de cAMP (PKA) es una quinasa de serina y treonina de amplio espectro que fosforila a sus proteínas blanco en respuesta a estímulos específicos. Se encuentra involucrada en la regulación de una gran diversidad de procesos fisiológicos en una amplia variedad de organismos, motivo por el cual es un miembro modelo de estudio de la superfamilia de las Proteínas Quinasa. En la mayoría de los organismos, en condiciones de baja concentración de cAMP existe como una holoenzima inactiva heterotetramérica conformada por dos subunidades catalíticas (C) y un dímero de subunidades regulatorias (R). En respuesta a estímulos extracelulares específicos, las concentraciones intracelulares del segundo mensajero aumentan; como consecuencia, dos moléculas de cAMP se unen a cada subunidad R, generando un cambio conformacional que disocia la holoenzima en un dímero de subunidades R y dos subunidades C activas. En mamíferos existen cuatro isoformas de la subunidad R, que presentan una estructura de dominios bien conservada entre los distintos organismos. Ésta consiste de dos dominios de unión a cAMP hacia el extremo C-terminal, y una región responsable de la dimerización hacia el extremo N-terminal. Esta pequeña región de apenas 50 aminoácidos se denomina dominio de dimerización y anclaje (D/D), ya que constituye además una superficie de interacción para una familia de proteínas denominadas AKAPs (A-Kinase Anchoring Proteins). Estas proteínas tienen como función proporcionar a la holoenzima de la PKA la localización subcelular necesaria para garantizar la propagación adecuada de las señales disparadas por cAMP. Todas ellas presentan una hélice anfipática de unos 20 aminoácidos cuya cara no polar interactúa con alta afinidad con una superficie hidrofóbica proporcionada por los dominios D/D. Se conocen las estructuras de alta resolución de los dominios D/D de mamíferos, tanto en su forma apo como en complejo con péptidos derivados de distintas AKAPs. Sin embargo, hasta la fecha no se han llevado a cabo estudios estructurales de estos dominios en otros organismos. El objetivo principal de este trabajo consiste en obtener una caracterización estructural y funcional del dominio D/D de Bcy1, la subunidad R de la PKA de S. cerevisiae. La motivación principal radica en contribuir con el primer estudio de estos dominios en organismos no mamíferos, a efectos de establecer una comparación con éstos. S. cerevisiae es un organismo modelo por excelencia en bioquímica y biología molecular, y resulta muy pertinente para este trabajo dado que en este organismo la PKA es una enzima fundamental involucrada en la regulación de los procesos relacionados con la respuesta a la disponibilidad de nutrientes, respuesta a estrés, desarrollo y entrada en fase estacionaria. En primer lugar, se realizó un mapeo del dominio D/D de Bcy1 por análisis bioinformático de secuencias y experimentos de entrecruzamiento químico utilizando mutantes de deleción de Bcy1 en su extremo N-terminal. En segundo lugar, se procedió al clonado, sobreexpresión en bacterias, y desarrollo de un protocolo de purificación del fragmento recombinante Bcy1 1-50. Posteriormente, se procedió a su caracterización estructural, para lo cual se utilizaron dos abordajes generales: estudiar la estructura en solución y elucidar la estructura cristalina. Para la primera parte, se determinó el estado oligomérico en solución y se obtuvieron parámetros hidrodinámicos característicos utilizando cromatografía de exclusión molecular (SEC), dispersión estática de la luz (SLS) y dispersión de rayos X a bajo ángulo (SAXS). Por otro lado, se estudió la estructura secundaria utilizando dicroísmo circular (CD). Finalmente, se construyó un modelo de la estructura en solución consistente con los datos experimentales, mediante herramientas de modelado molecular. En segundo lugar, se logró resolver la estructura cristalina utilizando difracción por rayos X (XRD). Recientemente, en nuestro grupo de investigación se han identificado varias proteínas interactoras de Bcy1. Estas proteínas son consideradas “candidatas” a ser las primeras AKAPs reportadas en levaduras. Para concluir este trabajo, se estudió la interacción entre el fragmento Bcy1 1-50 y un péptido sintético derivado de una de estas proteínas, Ira2. Para ello se utilizaron técnicas de dicroísmo circular y espectroscopía de fluorescencia.