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Signatures of weak gravitational fields in quantum systems.
(Universidad de Concepción, 2025) Jara Lobo, Francisco Andrés; Delgado Hidalgo, Aldo Patricio
Esta tesis explora dos enfoques distintos dentro del contexto de los efectos de la gravedad en sistemas cuánticos en una aproximación semiclásica. La primera investigación se centra en la posibilidad de distinguir entre diferentes teorías métricas dentro del formalismo post-Newtoniano, empleando diversas estrategias de discriminación de estados cuánticos no ortogonales. Se analiza la evolución temporal de un reloj cuántico masivo, demostrando cómo las diferencias en los parámetros post-Newtonianos inducen estados cuánticos distinguibles. Se proponen esquemas basados en mediciones de von Neumann, discriminación con error mínimo y discriminación no ambigua, derivando las longitudes de propagación óptimas para maximizar la probabilidad de éxito en la identificación de la teoría métrica correcta. La segunda investigación explora cómo la rotación de fase de Wigner, inducida por un campo gravitacional en la polarización de un fotón, puede utilizarse como una herramienta para la metrología cuántica en el límite de campo débil y rotación lenta de la métrica de Kerr. Se analiza un interferómetro geodésico tipo Mach-Zehnder, considerando la dilatación temporal relativa y la rotación de la polarización del fotón como recursos para la estimación del parámetro de rotación. Los resultados teóricos sugieren el potencial de los sistemas cuánticos para sondear aspectos fundamentales de la gravedad y realizar mediciones de alta precisión de parámetros de algún espaciotiempo en partícular.
Interaction between historical earthquakes in the seismic gap of Central Chile and the Marga-Marga crustal Fault: The seismic potential of the Valparaiso región.
(Universidad de Concepción, 2025) Álvarez Vargas, Javiera Ayline; Calisto Burgos, María Ignacia
The spatial distribution of earthquake ruptures along seismic segments is crucial for understanding the megathrust cycle in subduction zones. In central Chile, the segment between 32° and 34°S presents a concerning case: despite experiencing several moderate historical earthquakes, it has been identified as a seismic gap since the major 1730 event, which stands as the largest known earthquake in the region. While subduction processes dominate plate convergence in this region, the role of continental crustal deformation adds another layer of complexity. Of particular interest is the Marga-Marga crustal fault, which runs beneath one of Vi˜na del Mar’s most populated areas. Our research investigates the complex and poorly studied seismic history of this segment by estimating slip distributions and magnitudes for three significant events: the 1730, 1906 Valparaiso, and 1985 Algar robo earthquakes. We selected these specific events because the 1906 and 1985 earthquakes share similar deformation patterns surrounding the fault trace, which may indicate specific activation mechanisms. Ad ditionally, as we anticipate a future event with similar characteristics to the 1730 earthquake–for which no detailed fault response data exists–modeling this historical scenario provides valuable insights for future earthquake interactions. We combined historical data on vertical displacements and tsunami inundations with a stochastic approach using the logic-tree method. To enhance the reliability of our findings, we devel oped an uncertainty analysis framework that integrates clustering analysis of maximum slip locations with mean square error calculations, providing a robust assessment of historical earthquake characteristics. Through Coulomb stress analysis using our preferred slip distributions, we found that historical subduc tion earthquakes could have triggered fault activation, a significant consideration since crustal earthquakes can produce more concentrated damage than subduction events of similar magnitude. This comprehensive study lays the groundwork for more detailed investigations of seismic hazard in this densely populated region, particularly regarding the complex interaction between megathrust events and the Marga-Marga fault system. Our findings emphasize the need for further research to better understand the fault response to large subduction earthquakes.
Weakly Non-Linear Interaction Between Electromagnetic and Electrostatic Spectra in a Solar Wind-Type Plasma.
(Universidad de Concepción, 2025) Quijada Benavente, Martín Andrés; Navarro Maldonado, Roberto Elías
En la teoría cinética lineal, los modos de onda electromagnéticos transversales y electrostáticos que se propagan a lo largo de un campo magnético de fondo B0 se consideran desacoplados y se ha estudiado su evolución de forma independiente. No obstante, en plasmas espaciales y astrofísicos reales, las interacciones resonantes entre ondas y partículas introducen no linealidades que rompen esta separación idealizada. Estudiamos la evolución cuasilineal acoplada de ondas Alfvén-ciclotrón (ACWs) y ondas ion-acústicas (IAWs) en un plasma de protones sin colisiones con distribución bi-Maxwelliana. Es de especial interés la razón de temperaturas entre electrones y protones (10 Te Tp 50) en cómo facilita la influencia indirecta entre estos modos de onda, además de estar en presencia de fluctuaciones del campo eléctrico constantes e independientes del campo magnético de fondo B0. Los resultados muestran que incluso una actividad moderada de ondas ion-acústicas puede acelerar el calentamiento perpendicular de los protones y favorecer la aparición temprana de inestabilidades electromagnéticas ciclotrónicas (EMIC). Este mecanismo representa una vía plausible y eficiente para la energización de protones en plasmas espaciales, con implicancias directas para el viento solar y la magnetósfera, donde tales condiciones son comúnmente observadas. Nuestros resultados contribuyen a ampliar y dar una mayor comprensión de las interacciones entre múltiples modos de onda y los procesos de transferencia de energía en entornos de plasma sin colisiones.
Efectos del cambio climático en el hábitat marino del Pacífico sudoriental: Evaluación de múltiples estresores oceánicos a través de velocidades climáticas.
(Universidad de Concepción, 2025) Yévenes Vega, Leonardo Ignacio; Parada Véliz, Carolina; Dewitte, Boris
El cambio climático constituye un fenómeno de creciente relevancia en la agenda global, tanto por la complejidad de sus causas—entre las que destacan la fuerte dependencia de la sociedad moderna de los combustibles fósiles y las actividades de uso del suelo—como por la magnitud de sus efectos a largo plazo, los cuales modifican de manera significativa los procesos naturales en los ámbitos físicos, químicos y biológicos. El Océano es altamente afectado por este fenómeno, provocando a escala global calentamiento, desoxigenación y reducción de pH, los cuales de manera individual y conjunta inducen cambios importantes en los ecosistemas marinos. A pesar de la gravedad de esto, la información sobre sus efectos a escalas regionales es escasa, como es el caso del océano Pacífico sudoriental, una región que presenta zonas de alto endemismo, biodiversidad marina y productividad pesquera. Su altísima importancia biológica y económica hacen imperante el avance en estudios sobre los efectos nocivos específicos del cambio climático en esta región. En este trabajo estudiamos los efectos del cambio climático en el océano Pacífico sudoriental, a través del cálculo de la velocidad climática, para la temperatura, oxígeno y pH. Esta herramienta, ampliamente usada y recomendada, nos permite segmentar una región según su estado de conservación, migración o pérdida climática. A través de un enfoque multidimensional, evaluamos y comparamos dos periodos (2015–2050 contra 2015–2100) y tres profundidades de la capa epipelágica (0, 100 y 200 m), bajo dos escenarios climáticos, que contemplan un futuro basado en el uso de combustibles fósiles (SSP5-8.5), o un futuro sustentable (SSP1-2.6). Además, estudiamos cinco casos de zonas particulares, tres comprenden archipiélagos e islas, con alto endemismo y biodiversidad, y dos corresponden a sistemas de surgencia de alta productividad e importancia económica. Se identificó que, bajo un escenario futuro caracterizado por un alto uso de combustibles fósiles (SSP5-8.5, periodo 2015–2050), predominan las áreas sujetas a migración y pérdida de condiciones climáticas regulares de las variables analizadas; sin embargo, también se reconocen múltiples zonas que podrían funcionar como refugios climáticos. Tres refugios climáticos de temperatura: dos en los trópicos (uno en 5◦S a 100 m de profundidad, y otro en 10◦S a 200 m de profundidad), y uno al sur de Chile (55◦S desde 0 a 200 m de profundidad), y un refugio climático de oxígeno subsuperficial (100 y 200 m) en gran parte del ecuador (desde 10◦S a 10◦N) y del Gran Ecosistema Marino de la Corriente de Humboldt (HCLME). El último sector también presenta las velocidades climáticas más bajas de reducción de pH (es decir, zonas de cambio climático lento), resaltando su importancia como zona clave para la conservación marina. Por otro lado, al comparar las zonas de enfoque, se sugiere que la zona más afectada es Rapa Nui, seguido de los archipiélagos en el extremo oeste del HCLME, y finalmente las zonas de surgencia costera, proponiendo que las zonas más alejadas en el océano son más proclives ante el cambio climático. Finalmente, se observó que las condiciones de temperatura y pH experimentarán una menor variación bajo un escenario de mitigación, con una tendencia decreciente a lo largo del tiempo; en contraste, dichas condiciones se verían agravadas en un escenario futuro basado en un elevado uso de combustibles fósiles.
Estimation of the variance-covariance matrix for the Maximum Likelihood Estimator in Space-Time autoregressive model in the presence of missing data.
(Universidad de Concepción, 2025) Zaldúa Flores, Salomé Andrea; Lagos Álvarez, Bernardo
Los datos espacio-temporales han cobrado una creciente relevancia en diversas disciplinas como la epidemiología, las ciencias sociales, los estudios ambientales, la meteorología y la agricultura. El análisis preciso de estas bases de datos es fundamental para una contar con modelos e inferencia confiables, especialmente en presencia de datos faltantes, lo que requiere el uso de algoritmos eficientes capaces de manejar escenarios complejos. El objetivo principal de esta investigación es estimar la matriz de varianza-covarianzas del estimador máximo verosímil en un modelo autorregresivo espacio-temporal con datos faltantes. Los errores estándar se obtuvieron invirtiendo la Matriz de información de Fisher (FIM) observada, calculada utilizando el método de Louis con aproximaciones Monte Carlo para evaluar esperanzas incalculables. Continuando el trabajo de Padilla et al. (2020), quienes utilizaron el filtro de Kalman y un algoritmo de Esperanza-maximización Generalizado para estimar y predecir bajo datos incompletos, evaluamos la precisión de los estimadores de los parámetros y comparamos los resultados obtenidos mediante el método de Louis con los errores estándar derivados del bootstrap espacio-temporal. Nuestros resultados destacan la precisión, estabilidad y ventajas computacionales del enfoque propuesto, especialmente bajo niveles moderados de datos faltantes. Esta contribución metodológica permite comprender las fortalezas y limitaciones de ambos enfoques, y ofrece una base sólida para futuras investigaciones y aplicaciones en modelos espacio temporales.
Elemental abundances of the globular cluster Djorg 2. Unvealing multiple population features based on light and heavy elements as part of the bulge Cluster APOgee Survey(CAPOS).
(Universidad de Concepción, 2025) Pino Zúñiga, Thaiz Francisca; Mennickent Cid, Ronald Enrique; Villanova, Sandro
Este estudio presenta determinaciones detalladas de abundancias elementales en el cúmulo globular de bulbo de metalicidad intermedia Djorg 2, a partir de espectros en el infrarrojo cercano de alta resolución (R ∼ 22 500) de seis miembros obtenidos mediante CAPOS: el bulge Cluster APOgee Survey. CAPOS está enfocado en el estudio de cúmulos ubicados en el bulbo galáctico, utilizando el instrumento APOGEE-2S como parte del Sloan Digital Sky Survey IV (SDSS-IV). Este trabajo se llevó a cabo con el objetivo de explorar químicamente este cúmulo, que ha sido escasamente estudiado, y de analizarlo por primera vez utilizando el código BACCHUS, con el objetivo principal de derivar abundancias químicas promedio para distintas especies e investigar la presencia de poblaciones estelares múltiples. Se empleó el código BACCHUS (Brussels Automatic Code for Characterizing High accUracy Spectra) para obtener abundancias línea a línea de una variedad de especies químicas, incluyendo elementos α (O, Mg, Si, Ca y Ni), elementos livianos (C, N), el elemento impar-Al (Al), un elemento del proceso-s (Ce) y elementos del pico del hierro (Fe, Ti). Se determinó una metalicidad promedio de [Fe/H] =–1.04 ± 0.06, sin indicios de dispersión intrínseca. Los valores promedio obtenidos para los otros elementos, junto con sus desviaciones estándar, son: [C / Fe] =-0.35 ± 0.18, [N / Fe] = 0.38 ± 0.40, [O / Fe] = 0.22 ± 0.18, [Mg / Fe] = 0.38 ± 0.05, [Al / Fe] = 0.32 ±0.15, [Ca / Fe] = 0.21 ± 0.10, [Si / Fe] = 0.53 ± 0.07, [Ce/Fe] = +0.00 ± 0.06, [Ti/Fe] = +0.12 ± 0.08 and [Ni/Fe] = +0.09 ± 0.06. El enriquecimiento característico en elementos α de Djorg 2 sigue la tendencia observada en otros cúmulos globulares ricos en metales. Se identificó evidencia de dispersión intrínseca en C, N y O, las cuales además presentan las anticorrelaciones C:N y N:O típicas de los cúmulos globulares. No se encontró variación intrínseca en Ce, y en particular, no se observó correlación entre este elemento y N o Al. Encontramos que Djorg 2 se mueve en una órbita muy elongada y achatada, permaneciendo siempre dentro del bulbo y sin alejarse en altitud por encima del plano galáctico. Además, se desplaza en dirección retrógrada (opuesta a la rotación de la galaxia) y no se encuentra atrapado por la barra galáctica.
Efecto Faraday-Cartan y propagación anómala de la polarización de ondas gravitacionales con torsión.
(Universidad de Concepción, 2025) Barriga Delgadillo, Francisco Gabriel; Anabalón Dupuy, Andrés Fernando; Izaurieta Aranda, Fernando Esteban
En el año 2016, comenzó la medición sistemática de ondas gravitacionales con una precisión tal que su existencia se convirtió en un hecho irrefutable. En 2017, se registró por primera vez la radiación gravitacional proveniente de un sistema binario de estrellas de neutrones (GW170817), simultáneamente con su contraparte electromagnética (GRB170817A). Esta medición impone restricciones significativas en familias de teorías torsionales, refutando aquellas que predijeron una velocidad y relación de dispersión diferentes a las de la luz. En este sentido, la teoría Einstein-Cartan-Sciama-Kibble (ECSK) ha demostrado ser consistente con las observaciones actuales. Al estudiar la generalización de los operadores de onda de De Rahm y Beltrami sobre una geometría de Riemann-Cartan, encontramos que en el orden dominante de la expansión eikonal, la relación de dispersión coincide con los datos observacionales. Sin embargo, en el límite subdominante, predice una propagación anómala en la amplitud y polarización con respecto a la relatividad general. La influencia de la torsión en la amplitud ha sido calculada, descartando su medición en el futuro próximo. En esta tesis, calculamos la propagación anómala de la polarización sobre una geometría de fondo cosmológico. Observamos que solamente se propagaran los modos de Relatividad General (RG), pero su propagación presentará un comportamiento que llamamos efecto Faraday-Cartan, donde los modos de polarización oscilarán en un ángulo de rotación proporcional al parámetro de la geodésica, con un orden de magnitud de 1 grado cada 5 millones de años luz.
Classical perturbations of AdS spacetimes.
(Universidad de Concepción, 2025) Aguayo Uribe, Monserrat Emilia; Oliva Zapata, Julio Eduardo; Anabalón Dupuy, Andrés Fernando
En esta tesis estudiaremos las perturbaciones gravitacionales de espaciotiempos asintóticamente anti-de Sitter (AdS) en cuatro dimensiones, usando la maquinaria desarrollada por Chandrasekhar, la cual se basa en el uso de una métrica general, axisimétrica y que puede depender del tiempo, escrita en el formalismo de tétradas. Este formalismo desacopla naturalmente las perturbaciones de los modos axiales (impares) y los modos polares (pares), y permite expresas sus ecuaciones como ecuaciones tipo Shroedinger. Usaremos este método en dos backgrounds distintos: Schwarzschild AdS y el solitón AdS. En el primer caso obtenemos potenciales efectivos para ambos modos, axial y polar, y verificamos que coinciden con los potenciales encontrados en la literatura, también enfatizamos que la isoespectralidad se rompe cuando el espaciotiempo es asintóticamente AdS. En el segundo caso hacemos un análisis similar, logrando obtener una ecuación para las perturbaciones axiales la cual pudimos resolver numericaménte para determinar los modos normales del solitón AdS, mostrando que coinciden con los resultados encontrados en la literatura. concluimos que el método de Chandrasekhar que fue originalmente planteado para espaciotiempos asintóticamente planos puede ser extendido exitosamente a espaciotiempos con constante cosmológica negativa, incluyendo espaciotiempos que son regulares en todas partes, como el solitón AdS.
Adaptive Quantum State Tomography with Fisher Symmetric Measurements.
(Universidad de Concepción, 2025) Vargas Rosales, Constanza Patricia; Delgado Hidalgo, Aldo Patricio
La estimación de estados cuánticos desempeña un papel crucial en el procesamiento de información cuántica, incluyendo la comunicación, la computación y la metrología cuánticas, donde la caracterización precisa del estado es esencial para su evaluación y optimización. En la presente Tesis proponemos un método adaptativo de tres etapas para estimar estados cuánticos puros de dimensión d utilizando mediciones simétricas de Fisher (FSM) y una de medición de un solo shot en una base. El resultado de la primera medición se emplea para construir dos FSM que conjuntamente estiman el estado desconocido hasta un conjunto de medida nula. Esta estimación luego se utiliza para adaptar una tercera FSM, que refina la reconstrucción final del estado. Nuestro enfoque logra una infidelidad de estimación promedio que se acerca al límite inferior de Gill-Massar (GMB) sin necesidad de información previa más allá de la pureza del estado, lo que extiende la aplicabilidad de las FSM a cualquier estado puro desconocido. Además, el número total de resultados de mediciones escala linealmente como 7d−3, lo que reduce significativamente la complejidad en comparación con los métodos que dependen de mediciones colectivas en múltiples copias. Este trabajo resalta el potencial de las técnicas de estimación adaptativa para una caracterización eficiente y precisa de estados cuánticos.
Understanding the impact of binary mass transfer in the accretor’s measurable parameters.
(Universidad de Concepción, 2025) Vilaxa Campos, Magdalena Andrea; Leigh, Nathan W. C.
Stars in binaries and higher order systems can experience mass transfer events between their components. The angular momentum carried by the mass gained by the accretor can change the observable parameters of the star and spin it up to critical rotation. In the case of disk accretion, a mass gain lesser than a 10% of the accretor’s initial mass is expected to bring it to a critical rotation rate and break it apart. In this work, we aim to explore the spin-up effect of direct accretion through a stream as a possible mechanism for an accretor to gain more than a tenth of its mass without gaining enough momentum to reach critical rotation. Here, we present a novel analytical model to characterize the effects of direct mass transfer in the accretor’s measurable parameters as a function of the binary’s semi-major axis and eccentricity and the donor’s rotational velocity. This model takes a two-body approach to the problem, where a stream is decomposed as many discrete particles that do not interact with each other and are influenced by only the accretor’s gravitational potential. Each parcel has an instant orbital solution derived from its initial conditions. The contribution each accreted parcel has to the total spin-up of the accretor is given by its tangential velocity at impact, through conservation of angular momentum. We find that direct mass transfer proves to be less efficient at spinning up the accretor than an accretion disk and thus enables the star to gain a greater fraction (>10%) of its initial mass without reaching critical rotation. In addition, we quantify the fraction of mass that directly impact the accretor in contrast to the mass that is either lost from the system or creates a disk around the star.
Caracterización de la dinámica parlamentaria en sistemas bipartidistas con legisladores independientes: un enfoque sociofísico.
(Universidad de Concepción, 2025) Millar Sáez, Gerardo Ismael; Astudillo Parra, Hernán Fernando; Ormazábal Inostroza, Ignacio Andrés
En diversos sistemas parlamentarios, es común que dos grandes partidos o coaliciones dominen la toma de decisiones, lo que puede favorecer la concentración del poder y limitar la representación de la diversidad de intereses ciudadanos. Para contrarrestar esta tendencia, se ha propuesto la incorporación de legisladores independientes, sin embargo, no se ha caracterizado completamente su efecto en la eficiencia de los procesos legislativos. En este trabajo, mostramos cómo la inclusión de legisladores independientes puede mejorar significativamente la eficiencia parlamentaria, entendida como la capacidad de aprobar leyes con alto beneficio social. Para ello, analizamos un modelo basado en agentes inspirado en el diagrama de Cipolla, con el fin de evaluar cómo la composición del parlamento influye en su eficiencia. Mediante simulaciones computacionales y una aproximación de campo medio, identificamos umbrales en la proporción de independientes que provocan cambios abruptos en la dinámica legislativa. Construimos un diagrama de fases que describe la relación entre la composición del parlamento y su capacidad para alcanzar consensos. En particular, corroboramos la existencia de una configuración óptima, denominada la “regla de oro de la eficiencia”, en la que se balancean la tasa de aprobación y la ganancia colectiva maximizando la eficiencia. Estos resultados indican que la eficiencia parlamentaria no varía de forma lineal con la inclusión de independientes, sino que presenta transformaciones en su composición comparables a fenómenos en sistemas físicos. Este marco analítico ofrece herramientas cuantitativas para evaluar diseños institucionales y explorar reformas parlamentarias que mejoren la representatividad y la toma de decisiones en contextos de alta polarización.
High-dimensional measurement device-independent quantum random number generation protocol.
(Universidad de Concepción, 2025) Guerrero Pulgar, Nayda Sofía; Moreira Lima, Gustavo de Aquino
Quantum information protocols benefit from the use of technology commonly employed in telecommunications. In particular, optical fibers and the advancement of multi-core optical f iber technology enable an increase in transmission channels, thereby allowing for a higher data transfer rate with potential applications in quantum cryptography, quantum networks, and quantum-enhanced sensing. High-quality multi-core beam splitters based on a core manipulation scheme can be fab ricated with these fibers. Using 4 × 4 multi-core beam splitters we generate four-dimensional quantum systems and implement a measurement-device-independent random number generation task using a programmable four-arm interferometer operating at a 2 MHz repetition rate. Due to the high visibilities observed, we surpass the one-bit limit of binary protocols. Overall, this study paves the way for efficient and scalable high-dimensional quantum systems by leveraging multi-core optical fiber technology, significantly advancing the field of quantum information processing.
Quantum backreactions in AdS3 for massive gravity theories.
(Universidad de Concepción, 2025) Ramírez de Arellano Torres, Cielo Estela; Oliva Zapata, Julio Eduardo; Rojas, Raúl
En el marco de la Gravedad Semi-Clásica, estamos interesados en estudiar como interactuan fluctuaciones cuánticas con teorías de gravedad masiva, construidas con potencias en la curvatura, para espacios asintóticamente (A)dS3. Como primer paso, analizamos los efectos de una backreaction cuántica en la teoría cuadrática en la curvatura New Massive Gravity, en el punto especial del espacio de parametros donde sus dos vacíos coinciden. Mostraremos que la backreaction induce una corrección logarítmica a la geometría de vacío, pero manteniendo su estructura asintótica. Para el caso de espacios con constante cosmológica efectiva negativa Λ < 0, esto induce una relajación de las condiciones asintóticas de Brown Henneaux, resultando en la adición de dos generadores de simetría adicionales a los asociados al álgebra infinito-dimensional de Virasoro. Finalmente, mostraremos que estos resultados pueden ser extendidos a teorías de gravedad con potencias arbitrariamente altas en la curvatura, estudiando también la masa, entropía y temperatura de estas teorías de alto orden generalizadas y su cumplimiento con la primera ley de la termodinámica.
Asymptotic structure of Maxwell Chern-Simons gravity theory coupled with spin-3 fields.
(Universidad de Concepción, 2025) Pino Medina, Daniel Gonzalo; Rodríguez Durán, Evelyn Karina; Anabalón Dupuy, Andrés Fernando
En esta tesis analizamos las simetrías asintóticas de la teoría de gravedad Chern Simons (CS) en tres dimensiones para una extensión de espín más alto de la llamada álgebra de Maxwell. Proponemos un conjunto de condiciones de borde para la teoría de gravedad antes mencionada y mostramos que la correspondiente álgebra de carga define una extensión de espín más alto del álgebra max-bms3, la cual, a su vez, corresponde a la simetría asintótica de la gravedad CS de Maxwell. También mostramos que el álgebra hs3max-bms3 se puede obtener alternativamente como un límite plano desde tres copias del álgebra W3, con tres cargas centrales independientes.
(Quasi-)normal modes of rotating black holes and solitons in Einstein-Gauss-Bonnet.
(Universidad de Concepción, 2025) Tapia Pérez, Lilianne Febe; Oliva Zapata, Julio Eduardo
Los parámetros que caracterizan cada espaciotiempo pueden influir directamente en el comportamiento de los modos cuasinormales. El análisis que se presentará comienza con el agujero negro de Bañados-Teitelboim-Zanelli (BTZ), una geometría en la que las frecuencias pueden calcularse analíticamente. A continuación, se aborda el agujero negro de Schwarzschild Anti-de Sitter (AdS), cuyo estudio requiere el uso de métodos numéricos. Finalmente, se investigan geometrías donde los modos no han sido explorados, específicamente soluciones a la teoría de Einstein-Gauss-Bonnet en el punto de Chern-Simons en cinco dimensiones. En los resultados nuevos se consideran campos escalares sin masa para obtener las frecuencias sobre geometrías de solitones estáticos y agujeros negros rotantes. Estas se caracterizan por el momento angular j, la masa M y un parámetro de origen gravitacional b. El análisis se centra en el comportamiento de los modos como función del tamaño del solitón r0, junto con los parámetros j y b. Comenzando por los solitones, se observa un comportamiento monótono de los modos normales a medida que b aumenta desde cero, mientras que ocurre una anomalía cuando r0 toma valores muy pequeños. Por otro lado, en el caso de los agujeros negros, se identifica una bifurcación en las frecuencias fundamentales al alcanzar un valor crítico del parámetro b. Además, al estudiar la variación de j, se distingue la existencia de dos ramas: una co-rotante y otra contra-rotante. Cada rama se identifica según su relación con el momento angular n del campo escalar.
Optical modulation to enhance event rate detection by neuromorphic cameras in microscopy applications.
(Universidad de Concepción, 2025) Huenchual Escobar, José Ignacio; Solano Palma, Pablo Andrés; Staforelli Vivanco, Juan Pablo
En esta tesis presentamos una estrategia robusta y no invasiva para optimizar la detección y seguimiento de micropartículas brownianas utilizando cámaras basadas en eventos, inspiradas en estudios sobre visión neuromórfica, mejorando su funcionalidad más allá de la configuración interna del sensor. Mediante la introducción de un movimiento oscilatorio artificial de la imagen en el plano del sensor utilizando un espejo direccionable, incrementamos significativamente la tasa de registro de eventos, mejorando así la resolución espaciotemporal de las partículas rastreadas. A partir de la distribución espacial de los eventos detectados, identificamos de forma efectiva las posiciones de los centros de masa de partículas aisladas sin conocimiento previo de sus formas, superando las limitaciones de los algoritmos de seguimiento basados en centroides de partículas. En nuestro experimento, empleamos una modulación con una frecuencia de 1 kHz en el plano de imagen, logrando una mejora de hasta 400 veces en la resolución temporal. Para validar nuestro método, caracterizamos el movimiento browniano de una micropartícula midiendo su posición para calcular su varianza y coeficiente de difusión a diferentes temperaturas. Adicionalmente, utilizamos la entropía de permutación como método estadístico para confirmar que nuestra modulación artificial no alteró la naturaleza estocástica de la partícula detectada, asegurando que nuestro enfoque está libre de artefactos.
The origins of ultra diffuse galaxies: characterization of their globular cluster population.
(Universidad de Concepción, 2025) Astudillo Sotomayor, Pablo; Leigh, Nathan W. C.; Demarco López, Ricardo Javier
We present our analysis of the globular cluster (GC) systems in six ultra diffuse galaxies (UDG) living in different environments, with the over-arching goal to understand the origins of UDGs. We study how dynamical processes may have shaped the GC luminosity functions (GCLFs) and their spatial distributions. We begin by fitting gaussian and skew-gaussian profiles to the GCLFs in arder to evaluate if they are different from normal dwarf galaxies, for which a Gaussian profile typically matches the data. We retrieve the spatial distribution of GCs and use photometric observables to model the density, enclosed mass and velocity dispersion profiles. We then compute dynamical friction and disruption timescales for GCs in each UDG. We analyze how dynamical friction (DF) and disruption may have shaped the GCLFs and spatial distributions. DF would preferentially make the high-mass end of the GCLF sink into the center, potentially forming a nuclear star cluster anda skew Gaussian GCLF (positively skewed) profile that is depleted at the high-mass end. Disruption, on the other hand, would likely affect those GCs at the low-mass end of the GCLF, establishing a lower limit for GC mass and a negatively skew gaussian. Our results are consistent with observable trends of GC systems in UDGs, such as the distribution of Galactocentric radii, where R9c/Re < 1, and a narrower GCLF. Finally we are a ble to constrain formation scenarios consistent with our estimated timescales and the lack of nuclear star clusters, even in those galaxies with DF timescales shorter than a Hubble time.
Estimación automática de deslizamientos en la interfase de subducción usando datos GNSS y machine learning.
(Universidad de Concepción, 2025) Inzunza García, Valentina Andrea; Miller, Matthew; Moreno, Marcos
La estimación precisa y rápida de deslizamiento cosísmico es esencial para comprender los terremotos y optimizar los sistemas de alerta temprana. En este trabajo, se presenta una metodología basada en redes neuronales para estimar distribuciones de deslizamiento cosísmico, utilizando datos sintéticos de GNSS para un entrenamiento robusto. Este enfoque se distingue por su alta eficiencia computacional, logrando estimaciones de la distribución del deslizamiento en solo 0.07 segundos. Validado con datos reales del terremoto de Illapel de 2015 (Mw 8.3), el modelo demostró una notable precisión. Además, se analizan diversos hiperparámetros y condiciones de los datos, evaluando el desempeño del modelo e identificando oportunidades para optimizar su rendimiento en el futuro.
Dynamos in Partially Convective M Dwarfs.
(Universidad de Concepción, 2025) Toro Velásquez, Bárbara Javiera; Schleicher, Dominik; Fellhauer, Michael
Los campos magnéticos desempeñan un papel crucial en la dinámica y evolución de los cuerpos astrofísicos. Esta tesis investiga los procesos de dínamo en enanas M, una clase de estrella caracterizada por su actividad magnética y un cambio en su estructura interna a las 0.35 M⊙, pasando de ser completamente convectivas a parcialmente convectivas. El estudio emplea simulaciones magnetohidrodinámicas tridimensionales utilizando el modelo star-in-a-box para explorar los efectos de la variación en las tasas de rotación y las condiciones de contorno sobre los campos magnéticos estelares. Se analizaron cinco conjuntos de simulaciones con períodos de rotación que van desde 9.6 hasta 96 días; dentro de cada conjunto se evaluaron dos o tres configuraciones diferentes. Estas condiciones se definieron mediante la implementación de distintos perfiles de difusividad: un perfil plano (sin saltos), un perfil con un único salto en el núcleo radiativo, y un perfil con dos saltos, uno en el núcleo y otro fuera de la estrella. Los resultados revelaron diversas soluciones para los campos magnéticos a gran escala: algunos casos mostraron ciclos bien definidos, similares a los observados en el Sol, mientras que otros presentaron dínamos cuasiestáticos. Además, en ciertos casos, se observaron campos magnéticos más irregulares, con actividad esporádica e inversiones de polaridad. En general, se encontró que los perfiles con un único salto en la difusividad magnética presentaban mayores similitudes con el dínamo solar, a diferencia de aquellos con dos saltos, los cuales carecían de ciclos definidos y cambios de polaridad. El siguiente paso sería investigar estas mismas condiciones bajo otras tasas de rotación y analizar los efectos de un aumento en la resolución. Hasta ahora, se ha demostrado que incluso un pequeño cambio en las condiciones de borde puede influir significativamente en el comportamiento del dínamo. Por tanto, es fundamental determinar si estas variaciones se deben directamente a la implementación de condiciones de borde externas o si intervienen otros parámetros, como la resolución de las simulaciones. Además, sería interesante explorar qué ocurre al considerar tasas de rotación mayores.
Chemical complexity in simulations of circumstellar discs formation. Modeling complex chemical evolution in star forming regions.
(Universidad de Concepción, 2025) Aguilar Castillo, Sebastián Ignacio; Bovino, Stefano
La química desempeña un papel crucial en la formación y evolución de los sistemas estelares, por lo que resulta esencial estudiar el estado químico en regiones de formación estelar mediante simulaciones numéricas. A pesar de su importancia, modelar de networks químicas complejas en simulaciones es un proceso computacionalmente costoso debido al gran número de reacciones y especies implicadas. Para hacer frente a este reto, esta tesis emplea un marco de post-procesamiento para incorporar química compleja en simulaciones sph de alta resolución. Utilizando el paquete astroquímico Krome, modelamos la evolución de química a lo largo de la historia dinámica de las partículas a partir de simulaciones preexistentes, centrándonos en reacciones en fase gaseosa y de polvo relevantes para la formación y evolución de especies portadoras de H − C − O, hasta la formación de metanol (CH3OH). En este estudio investigamos la complejidad química de los discos circunestelares formados dentro de un cúmulo de formación estelar. Analizando la estructura vertical de estos discos, identificamos regiones de mayor actividad química y exploramos la distribución espacial de moléculas orgánicas complejas. Nuestros resultados revelan que el metanol, una molécula clave para evaluar la posible complejidad química en regiones de formación estelar, se localiza predominantemente dentro de los discos circunestelares en su fase gaseosa, particularmente en aquellos que rodean objetos estelares más antiguos. Se observaron altas concentraciones de metanol en regiones del disco donde las condiciones físicas no favorecen la formación de esta molécula. Este fenómeno se atribuye al proceso de acreción de material en el disco, en el que las regiones de baja temperatura permiten la formación de metanol en los granos de polvo, que posteriormente se desorbe a la fase gaseosa a medida que el material se acreta hacia las regiones internas del disco, donde las temperaturas superan los 104 K. Este trabajo establece una metodología robusta para integrar química compleja en simulaciones astrofísicas mediante técnicas de postprocesado. Al proporcionar una network química actualizada que incluye reacciones en granos de polvo, ofrece una base para futuros estudios destinados a investigar la evolución química en regiones de formación estelar y discos circunestelares.

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