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En esta tesis estudiamos las propiedades de transporte de carga y energía en sistemas de escala mesoscópica que se encuentran fuera del equilibrio debido a la acción de potenciales dependientes del tiempo. Con el objetivo de estudiar las propiedades termodinámicas y fenómenos termoeléctricos en sistemas fuera del equilibrio, nos enfocamos en describir la relación entre corrientes de partículas y de energía. En primer lugar, comenzamos estudiando transporte eléctrico en sistemas de tipo Aharonov-Bohm con anillos conectados a dos electrodos y en presencia de campos magnéticos alternos. Analizamos las condiciones para generar corrientes de bombeo continuas en el régimen adiabático y las propiedades de simetría de esta corriente ante la inversión del campo magnético. Luego nos enfocamos en el estudio de transporte dependiente del tiempo de energía y calor en sistemas con voltajes alternos aplicados. En este punto, presentamos una expresi ón apropiada para el cálculo de las corrientes de calor en cada parte del sistema, en acuerdo con los principios fundamentales de la termodinámica. Por último, derivamos una teoría termoeléctrica generalizada que incluye no solo las corrientes de bombeo de carga y calor, sino también el trabajo intercambiado entre el sistema cuántico y las fuentes externas dependientes del tiempo. También presentamos expresiones para los coeficientes termoeléctricos que obedecen relaciones de reciprocidad de Onsager. Esta teoría termoeléctrica generalizada nos permitió describir y caracterizar en término de eficiencias y figuras de mérito máquinas cuánticas tales como motores, generadores, maquinas térmicas y bombeadores de calor. A lo largo de la tesis, la resolución de los problemas se basó en la aplicación del formalismo de funciones de Green de Keldysh para sistemas fuera del equilibrio, y fue acompa~nada por resultados numéricos.

Caracterizar y manipular los estados cuánticos es una tarea esencial para el avance de la tecnología relacionada con el desarrollo de la electrónica de pequeña escala y la computación cuántica. La generación y manipulación de estados, son la base para realizar cualquier procesamiento cuántico de la información. El objetivo general de esta tesis es el de investigar sistemas eléctricamente controlables, de interés para aplicaciones de espintrónica y computación cuántica. Con este fin, presentamos un estudio sobre las propiedades del transporte en una serie de sistemas mesoscópicos. Para ello, utilizamos el formalismo de funciones de Green fuera del equilibrio (también conocido como de Kadanoff-Baym-Schwinger-Keldysh). En una primera parte, estudiamos un anillo de Aharonov-Bohm unidimensional, como mediador de entrelazamiento de dos partículas entre reservorios de electrones libres. Allí vemos como las correlaciones de corriente entre los distintos reservorios sirven, en determinadas circunstancias, para estimar el grado de entrelazamiento orbital. En la segunda parte de esta tesis, presentamos un modelo de un aislador topológico bidimensional donde los estados de borde son helicoidales y están protegidos por la simetría de reversión temporal. Estudiamos el comportamiento de la corriente en presencia de contactos puntuales que favorezcan el paso de partículas entre distintos canales y vemos como el ruido de frecuencia cero permite estimar la presencia o ausencia de procesos de salto entre canales con distinto espín. Mostramos que, a partir de dos contactos puntuales, es posible construir un interferómetro con estados de borde. Por último, analizamos la posibilidad de generar procesos efectivos de salto entre los distintos estados de borde a partir del acoplamiento con un 'anti-punto' cuántico.

En esta tesis se estudian distintos aspectos del transporte electrónico en sistemas mesoscópicos desordenados y fuera del equilibrio. En estos sistemas las propiedades de transporte se ven afectadas por el tamaño de los mismos, su geometría particular y el tipo de contacto que ésta tenga con los reservorios de partículas (electrodos), número de impurezas, etc. En el capítulo 1 presentamos la definición precisa del concepto de sistema mesoscópico, las técnicas de fabricación y las magnitudes físicas relevantes al estudio de los mismos. También describimos cada una de las estructuras particulares estudiadas a lo largo de esta tesis. El método de cálculo utilizado se basa en el formalismo de Keldysh de funciones de Green fuera del equilibrio y es desarrollado en el capítulo 2. En el capítulo 3 estudiamos las propiedades de transporte electrónico en sistemas estrictamente unidimensionales y cuasi-unidimensionales con impurezas en el régimen de respuesta lineal a temperatura (T ) y voltaje (V ) finitos. En particular estudiamos las distribuciones de conductancia de cables cuánticos unidimensionales cuando éstos son conectados a dos reservorios en los que se establece una diferencia de potencial. Presentamos distintas alternativas para aproximar dichas distribuciones dependiendo del rango de V y T . A bajas T y V presentamos un modelo de tunneling resonante mientras que para T y V altos se presenta un método estadístico basado en convolu- cionar la distribución de T nula y V infinitesimal un número finito de veces. Estos métodos luego son aplicados aún en casos en los que los contactos entre el cable y los reservorios son imperfectos y para sistemas con varios canales de conducción. En el capítulo 4 se estudia el transporte electrónico en anillos mesoscópicos en presencia de flujos magnéticos variables en el tiempo y acoplados a un reservorio, analizando la influencia del desorden sobre las corrientes inducidas a través del mismo. Entre los resultados más relevantes hemos encontrado que los valores de conductancia pueden ser mayores que el cuanto de conductancia siendo estos sistemas estrictamente unidimensionales. Por otro lado, hemos determinado una longitud de localización efectiva, a partir de la cual ambos sistemas (tanto el anillo como el cable 1D) son equivalentes, es decir, poseen la misma distribución de conductancias (caracterizadas en capítulo 3). Por último, en el capítulo 5 estudiamos sistemas mesoscópicos en presencia de campos oscilantes en el tiempo, donde el transporte se genera mediante la aplicación de bombeos cuánticos (quantum pumps), que permiten inyectar partículas en forma variable con el tiempo en algún punto del sistema. Hemos estudiado la impedancia a cuatro terminales del sistema y las diferentes formas en las que se pueden caracteri- zar los efectos resistivos de un sistema mesoscópico. Esto se realizó incorporando una punta de voltaje débilmente acoplada al sistema que actúa como voltímetro. Además, se han obtenido expresiones analíticas para la resistencia a cuatro terminales uti- lizando teoría de perturbaciones, y también mostramos que esta resistencia puede ser considerada una característica universal del sistema, es decir, es independiente de la forma en que se induce el transporte. En cada capítulo se brinda una introducción en la que procuramos enfatizar la motivación del trabajo y describimos la situación actual, ya sea teórica o experimen- tal, de dicho problema. Luego se introduce el modelo Hamiltoniano, se presentan los cálculos realizados y se discuten los mismos. Finalmente se exponen las conclusiones.

La estructura tetrapirrólica de las porfirinas es la base química de una serie de compuestos imprescindibles para la vida, involucrados en los procesos fundamentales de respiración y fotosíntesis, a través del hemo y la clorofila, respectivamente. Los tetrapirroles también participan en otras reacciones metabólicas importantes como transportadores de electrones, energía y gases, oxidaciones biológicas, fijación de nitrógeno, etc. La secuencia de eventos enzimáticos que conducen a la biosíntesis de estos compuestos está hoy día, muy bien documentada y se ha comprobado que es prácticamente idéntica en todas las células vivientes. Sin embargo, aún queda bastante por esclarecer acerca del mecanismode acción de las enzimas involucradas, y es aún poco lo que se sabe en cuanto a los procesos de entrada de los precursores de esta vía, ácido 8-aminolevulínico (ALA) y porfobilinógeno (PBG), a la célula. El transporte de un metabolito a través de la membrana plasmática puede ser un paso limitante en su metabolización intracelular. El ALA, primer compuesto específico de la via del hemo, se forma en la mitocondria y para su posterior metabolización a PBG en el citosol debe atravesar la membranade esta organela. Durante muchos años se ha hablado de la existencia de una permeasa de ALA, sin embargo, como se ha señalado es amy limitada la información sobre este aspecto tan importante en la síntesis de porfirinas. Existen cepas de Saccharomyces cerevisiae deficientes en la actividad de ALA-Sintetasa que son capaces de crecer utilizando el ALA provisto por el medio de cultivo. Teniendo en cuenta esta capacidad, además del hecho de que la levadura es un importante modelo experimental de organismo eucariótico, se decidió estudiar el transporte de ALA en S. cerevisiae. Los resultados de esta investigación contribuirán sin lugar a dudas a un mejor y más profundo conocimiento de la via metabólica de las porfirinas y de su regulación. El objetivo fundamental de este trabajo fue caracterizar exhaustivamente el sistema de transporte de ALA en S. cerevisiae, asi como identificarlo, determinar su especificidad y sus mecanismos de regulación. Debemostener presente que en las porfirias agudas, por fallas en la regulación del caminode las porfirinas, se acumula ALA en las células, incluyendo las del sistema nervioso, al cual se le atribuye el conocido sindrome neurológico que caracteriza a estas enfermedades. La caracterización y conocimiento del sistema de transporte de ALA a través de membrana no sólo es de gran interés por estas causas sino que podrá contribuir al control y posiblemente al desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas. Sobre estas bases, para lograr los propósitos de este trabajo, empleando cepas silvestres y mutantes de S. cerevisiae se han de determinar en primer lugar las condiciones de crecimiento que permitan el óptimo estudio del sistema de transporte de ALA. Para su caracterización, se han de establecer sus requerimientos en cuanto a las fuentes de carbono y de nitrógeno, las condiciones para que una vez transportado ocurra un minimode metabolización, asi como eflujo e intercambio con ALA extracelular. Es importante establecer la dependencia energética del proceso y su especificidad, además de la influencia de la concentración de protones sobre este sistema. La cinética del proceso ha de indicar tanto la afinidad como el número de sistemas de transporte posibles. Es asimismo fundamental, tratándose como probablemente sea, de un transportador activo, definir su control por el mismo ALA. Por otra parte, como se conoce y se ha indicado que el ALA puede interferir con la acción del GABA, dada su similitud estructural, se ha de estudiar en particular la acción del GABA sobre el sistema de transporte de ALA. Se ha de caracterizar además el sistema de transporte de GABA en S. cerevisiae, en forma similar al del ALA en cuanto a requerimientos, especificidad, regulación por GABA y ALA y cinética. Finalmente se han de relacionar los sistemas de transporte de ALA y GABA y se intentará hallar evidencias de que podría existir una permeasa común.

En el presente trabajo se investigaron procesos biofísicos y fisiológicos que regulan el transporte de agua a través del continuo suelo-planta-atmósfera en árboles del subtrópico argentino. Se evaluó la presencia y el papel que desempeñan los reservorios internos de agua en el balance hídrico de los árboles en dos bosques ubicados en los extremos de un gradiente de disponibilidad de agua en el suelo. Se evaluó también el rol de la corteza interna y su relación con el balance hídrico de árboles nativos presentes en los extremos del gradiente. Se utilizaron nuevas tecnologías para monitorear in situ e in vivo el comportamiento hídrico de los tallos en las especies leñosas estudiadas. Todas las especies estudiadas mostraron un uso diario de agua almacenada en los reservorios de los tallos y la contribución de los mismos estuvo en el rango del 5 al 60 % del agua transpirada. La densidad del tejido xilemático fue el rasgo biofísico que mejor se correlacionó con los principales determinantes del balance hídrico, como por ejemplo con la capacitancia hidráulica y con el contenido de agua. Las especies con baja densidad de madera mostraron los valores más altos de capacitancia y contenido almacenado de agua, así como también un mayor uso del agua almacenada. Entre las especies estudiadas se encontró un amplio rango de variación en cuanto a la densidad de tejido xilemático (0,189 y 1,22 g cm-3). El uso de agua de los reservorios internos fue asociado a las fluctuaciones diarias en los diámetros de los troncos así como también a las variaciones en el contenido de agua. La capacitancia hidráulica de la corteza interna se relacionó directa y linealmente con su densidad, una relación no mencionada hasta el momento en la literatura. Las mediciones simultáneas de las variaciones de radio en la corteza y el xilema indicaron una buena conexión hidráulica entre ambos tejidos. Este trabajo representa el primer acercamiento sobre el uso de agua almacenada en tallos de árboles en ambientes subtropicales a nivel global, ampliando el conocimiento que se tiene hasta el momento sobre el transporte de agua en plantas en general.

Tesis (Doctor en Física)--Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Matemática, Astronomía,Física y Computación, 2016.

Investigar las técnicas y mecanismos utilizados en los protocolos multicast confiables experimentales que existen en la actualidad y utilizar alguno de éstos o diseñar una nueva variante, lo más simple posible, que cumpla con los objetivos de: * ser capa de transporte multicast para aplicaciones con requerimientos básicos de confiabilidad; * disponer de parametrización para ajustar las condiciones de transmisión; * ser adaptable dinámicamente al escenario (condiciones de equipamiento) y las condiciones de la red mediante feedback de los receptores en las transmisiones y control de throughput en el emisor.

Fil:Stella, Carlos Alberto. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Fil:Saenz, Daniel Alberto. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Dentro de las actividades agropecuarias, es la ganadería sobre pastizales una de las principales producciones que favorece la contaminación biológica de las aguas superficiales. Uno de los principales factores que afecta este proceso es la absorción bacteriana. Por ello se analizó la interrelación entre el suelo y los fenómenos absortivos en tres escalas de percepción en una cuenca agropecuaria de la pampa ondulada. En la escala de laboratorio se pudo demostrar el importante rol de las propiedades físicas y químicas de los suelos en la absorción y coeficiente de partición bacteriana. Entre estas se destacaron la CIC, contenido de arcillas y PSI como predictores de estos parámetros biolóbicos. Además, los suelos evaluados mostraron una alta heterogeneidad en la capacidad de absorción bacteriana (45 por ciento a 73,3 por ciento)lo cual permitió separar ambientes con capacidades de absorción diferentes, encontrándose en los Argiudoles una abserción significativamente mayor que en los Natracualfes. En esta misma escala fue probado la importancia del tamaño de agregados y la calidad del medio líquido circundante en la regulación de los procesos abserotivos. El tamaño de agregado clave en estos procesos fue el de 20 a 50 µm mientras que un medio líquido con alta fuerza iónica intensificaba estos procesos. A escala de parche, en parcelas inoculadas con E. coli bajo lluvia simulada, se corroboró la importancia de la absorción y coeficiente de partición en la retención bacteriana por parte del suelo y se comprobó el rol de las propiedades del suelo sobre estos parámetros a semejanza de lo encontrado en laboratorio. Por último a escala de cuenca se puso de manifiesto la incidencia de la absorción y Kd bacteriano en el transporte de contaminantes biolóbiocos a través del escurrido superficial. Esta escala permitió la consideración de parámetros claves en el transporte bacteriano como la supervicencia bacteriana, la temporalidad de ocurrencia de las lluvias así como su intensidad. Los resultados obtenidos a nivel de laboratorio, parche y cuenca constituyen un avance en el estudio de la dinámica de la contaminación biológica de los suelos y los cursos de agua en ambientes frágiles destinados a la producción animal