Quienes Somos

Somos un grupo de académicos de la Universidad Católica del Norte que realiza investigación teórica básica en las áreas de la Materia Condensada y la Teoría Cuántica de la Información.


Materia Condensada

La física de la materia condensada es el campo de la física que se ocupa de las características físicas de las “fases condensadas” de la materia, esto es, aquellas que aparecen siempre que el número de constituyentes en un sistema sea extremadamente grande y que las interacciones entre los componentes sean fuertes, como ocurre en las fases sólida y líquida. Una de sus ramas más interesantes es la Nanociencia, que se enfoca en sistemas a escalas nanométricas (10-9metros) y cuya física se rige por las leyes de la mecánica cuántica. En su nivel más básico, la Nanociencia involucra el control y manipulación individual de objetos tan diminutos como moléculas y átomos. Buena parte de la investigación en estos sistemas se centra principalmente en el estudio de las propiedades de transporte electrónico para diversas estructuras.


Teoría cuántica de la información

La Teoría Cuántica de la Información se preocupa del estudio de las leyes y herramientas matemáticas de la Mecánica Cuántica que permiten el almacenamiento, procesamiento y trasmisión de la información de manera más eficiente que la Mecánica Clásica. En este contexto se ha logrado demostrar que es posible la teleportación cuántica, que los computadores cuánticos pueden ejecutar en forma más eficiente las mismas tareas que un computador clásico y que teóricamente es posible desarrollar protocolos de criptografía cuántica invulnerables contra los ataques de terceros.



Investigaciones Actuales

      • Materia Condensada: Se estudia el transporte electrónico en sistemas nanoscópicos, y particularmente (a) el estudio de las propiedades de transporte electrónico en sistemas fuertemente correlacionados en los cuales, dependiendo de la temperatura, tienen lugar fenómenos tales como el Bloqueo de Coulomb, o bien a fenómenos colectivos como el efecto Kondo y (b) en el estudio de las corrientes de carga y espín en el equilibrio termodinámico, generadas en dispositivos nanoscópicos conocidos como bombas cuánticas. Además de esto, se han estudiado cómo los efectos de interferencia afectan las propiedades termoeléctricas en dispositivos nanoscópicos, como moléculas artificiales.
      • Información Cuántica: Se analizan diversas definiciones de correlaciones cuánticas para determinar la relación entre éstas y las capacidades de algunos protocolos emblemáticos de la Teoría Cuántica de la Información. Se ha logrado definir un nuevo tipo de correlaciones en términos de la información mutua de un conjunto óptimo de mediciones locales sobre los sub-sistemas de un sistema cuántico bipartito. Se está estudiando la conexión entre la discordia cuántica geométrica basada en la 1-norma de Schaften y la fracción óptima de singletes en el protocolo de teleportación cuántica.

Investigaciones Futuras

      • Uno de los principales desafíos teóricos en la actualidad relacionado con los dispositivos nanoscóspicos consiste en comprender los mecanismos disipativos que generan decoherencia en el transporte electrónico.
      • Se quiere estudiar la dinámica de sistemas abiertos dependientes del tiempo en el régimen no-adabático, a temperatura T 6= 0, que dé cuenta de la acción combinada de la conducción y la disipación electrónica.
      • Se quiere estudiar la dinámica de las correlaciones cuánticas y su influencia en las capacidades computacionales de un computador cuántico basado en Silicio llamado el computador Cuántico de Kane.

Publicaciones Importantes

[1] V. M. Apel, P. A. Orellana, M Pacheco y E. V. Anda, “Fano-kondo and the kondo box regimes crossover in a quantum dot coupled to a quantum box”, J. Phys.: Cond. Matt., 25 (2013) 505601.


[2] J. P. Ramos, L. E. F. Foa Torres, P. A. Orellana, and V. M. Apel, “Single-parameter spin- pumping in driven metallic rings with spin-orbit coupling” J. Applied Phys. 115 (2014) 12.

[3] G. Gómez-Silva, O. Ávalos-Ovando, M. L. Ladrón de Guevara y P.A. Orellana, “Enhancement of thermoelectric efficiency and violation of the Wiedemann-Franz law due to Fano effect”. J. Applied Phys. 111 (2012) 053704.


[4] M.L.Ladrón de Guevara, F.Claro y P.A.Orellana,“Ghost Fano resonance inadouble quantum dot molecule attached to leads”. Phys. Rev. B 67 (2003) 195335.


[5] D. F. Mundarain y P. Blanco, ”Faithful entanglement transference from qubits to continuous variable systems”. J. Phys. B 44 (2011) 105501.


[6] D. F. Mundarain y P. A. Maia Neto : “Quantum radiation in a plane cavity with moving mirrors”, Phys. Rev. A 57 (1998) 1379.

Otras Actividades

Junto a las labores de investigación los miembros del grupo realizan actividades de Docencia en Pre y Postgrado en la Universidad Católica del Norte tanto en los cursos de la Licenciatura en Física con mención en Astronomía, en la Maestría en Ciencias con mención en Física, así como en las Ingenierías. Además se desempeñan como tutores de los estudiantes de la Licenciatura y la Maestría contribuyendo a la necesaria formación de recursos humanos.

Tesistas

Licenciatura

  • Christian Flores
  • Felipe Varas
  • Kevin Araya
  • Mario Miranda

Nosotros

Dr-Victor-Marcelo-ApelDr. Victor Marcelo Apel.

Licenciado en Física UBA. Buenos Aires. Argentina 1999. Doctor en Física PUC. Rio de Janeiro. Brasil 2004.Post-Doc UCN 2005. Post-Doc UERJ 2006-2008. Materia Condensada y Sistemas Nanoscópicos.

Dra. María Loreto Ladron de Guevara

Licenciada en Física PUC. Santiago. Chile 1991. Doctor en Ciencias PUC. Santiago. Chile 1999. Post-Doc Universidad de Chile 2000-2003. Mate- ria Condensada e Información Cuántica.

Dr. Douglas Fernando Mundarain.

 

Licenciado en Física USB. Caracas. Venezuela 1991. Magíster en Física USB. Caracas. Venezuela 1994. Doctor en Ciencias PUC. Santiago. Chile 1998. Óptica Cuántica y Teoría Cuántica de la Información.