[institucional_fis] Novedades del DF

Mie Nov 22 10:50:13 ART 2017

Las mil y una de la luz

María Gabriela Capeluto es física experimental en el Departamento de
física en temas de fotofísica y materiales fotónicos; desarrolla varias
líneas de trabajo en colaboración con distintos laboratorios. Este año, la
investigadora tuvo varias publicaciones importantes junto a colegas del DF
y, también por su trabajo en la creación de plasmas de alta densidad de
energía en la Universidad estatal de Colorado.

Mi campo de investigación es la fotofísica, es decir, estudiamos la luz y
su interacción con la materia. Usamos a la luz para modificar y medir a
las propiedades de los materiales, también utilizamos a los materiales
para generar luz, así como para modificar sus propiedades, resume
Capeluto.
La investigadora del IFIBA en UBA-CONICET cuenta que aunque vive en
Argentina pasa algunos meses del año en Estados Unidos: muchos de
nosotros hacemos ciencia de este modo, tenemos un fuerte intercambio con
otras instituciones alrededor del mundo. Cuando llegan las vacaciones acá,
viajo a trabajar en otros proyectos. Es muy enriquecedor, de la
colaboración entre personas y temas tan distintos salen trabajos muy
interesantes. La experiencia del otro me sirve, así como lo que uno hace
puede ser útil a otro, estoy segura de que trabajar de este modo suma.

En junio de este año las revistas de alto impacto Science Advance y Optica
comunicaron la generación de materia con densidad de energía ultra grande,
a partir de la radiación de láseres con energía relativista; una
investigación del grupo internacional al que Capeluto pertenece, liderado
por Jorge Rocca en la Universidad Estatal de Colorado (CSU).

Utilizamos luz para generar un plasma, es decir, un estado de la materia
conformado por  iones -átomos cargados- y electrones libres interactuando
por choques. Los plasmas que nosotros estudiamos tienen una densidad de
energía mucho mayor que las de otros plasmas conocidos como las auroras
boreales, los relámpagos o la corona del sol. Estos  plasmas de ultra alta
energía sólo podían encontrarse, hasta el momento, en los experimentos de
fusión nuclear y en el interior de algunas estrellas, especifica Capeluto
y aclara en este momento nos concentramos en usar a estos plasmas como
fuentes de rayos X y de neutrones.

En el laboratorio, los científicos iluminan el material con un láser de
potencia tan grande que es capaz de arrancar un electrón y acelerarlo a la
velocidad de la luz. La investigadora explica que el truco de este
experimento está en la morfología del material, nanohilos arreglados
verticalmente - como si fuera un cepillo-, donde el diámetro de cada
nanohilo es mucho más chico que el largo. Aunque no es la primera vez que
se produce plasma usando láseres, sí es novedoso hacerlo en condiciones
extremas de presión, temperatura y densidad de energía en un laboratorio
universitario.

El logro es considerado mayor si se tiene en cuenta el impacto de hacer
experimentos de este tipo en un laboratorio más pequeño, donde por ejemplo
permitiría generar fuentes de rayos X de longitud de onda muy corta;
generar fuentes de partículas; o estudiar materia en condiciones extremas,
similares a las del interior de las estrellas. Nosotros logramos hacerlo
a una escala universitaria, lo que permitiría hacer muchos experimentos
que hasta el momento solo podían llevarse a cabo en grandes instalaciones
como en la National Ignition Facility, remarca.

El otro aspecto fundamental es que la investigadora desarrolla los
materiales que se usan en los experimentos. Los fabricamos, a través de
distintas técnicas como la electrodeposición, litografía y el etching. El
conocimiento desarrollado en Colorado University va a ser implementado en
los proyectos del DF para desarrollar dispositivos, aunque con otros
intereses. Ahora, también, estamos desarrollando técnicas para fabricar
nanoestructuras en silicio, que eventualmente podrían ser usadas para
crear cristales fotónicos y otros dispositivos con interés para
aplicaciones en el área.

Prácticas científicas: colaboración

En el ámbito del Laboratorio de Procesado de Imágenes, recientemente la
investigadora ha publicado un trabajo en el desarrollo de vórtices
ópticos, esa especie de remolino de luz, que al interactuar con la materia
pueden transferirle alguna de sus propiedades: Son muy interesantes
porque pueden ser utilizados tanto para manipular a la materia en términos
nano o micro, como para codificar información en las comunicaciones.

Presentamos una técnica para generar y medir haces con vórtices ópticos
con posibles aplicaciones en la región ultravioleta extremo (EUV) del
espectro electromagnético. El dispositivo compacto consiste en una máscara
difractiva donde se generan tanto el haz con momento angular orbital como
el frente de onda de referencia para medir su fase, detalla la
investigadora y aclara que el diseño de dispositivos ópticos representa un
desafío ya que en ese rango electromagnético todos los materiales son
altamente absorbentes.

Por otro lado, en el Departamento de física también se desarrollan líneas
de trabajo en torno a los azopolímeros, materiales moldeados mediante la
luz. En este caso, Gabriela desarrolla esta investigación en el marco de
una colaboración entre el Laboratorio de Procesado de Imágenes y el
Laboratorio de Polímeros y Materiales Compuestos: Como un azopolímero es
un material que contiene moléculas de colorantes - está conformado por 
azobencenos y cadenas largas de polímeros-, cuando se los ilumina con luz
polarizada, se induce un ordenamiento molecular que macroscópicamente se
manifiesta como una anisotropía óptica (birrefringencia), explica la
investigadora y resalta en algunos casos se puede observar transporte de
masa, es decir, el material se mueve al ser iluminado. Estas propiedades
hacen que estos materiales sean muy interesantes para aplicaciones como
las memorias ópticas, la litografía o para producir movimientos en la
nanoescala controlados remotamente por luz.

Tal como puede leerse en Optical Materials, la publicación fruto del
trabajo en colaboración con Silvia Goyanes y Silvia Ledesma: tras
diferentes tratamientos ópticos, el material -un film de azopolímero-
interactúa con nanotubos de carbono de paredes múltiples para organizarlos
en canales o crestas de una red superficial de relieve. Esta organización
a gran escala, tiene potencial en aplicaciones de electrónica
transparente.

En este momento en el laboratorio estamos desarrollando pinzas ópticas,
son herramientas para manipular nano y micro-partículas a través de las
fuerzas ópticas, concluye la investigadora respecto a sus futuros
estudios.

-- 

-----------------
Área de comunicación.
Departamento de Física Juan José Giambiagi
ExactasUBA
web* http://df.uba.ar/
fb* https://www.facebook.com/DtoFisicaUBA/
tw* @Fisica_DFUBA
+54-11-4576-3353
Buenos Aires, Ciudad Universitaria
Pabellón I, 2do. piso
____________________________________
NOTA: Si ya no sos estudiante de la FCEN <<y>> NO querés recibir más estos
correos-e, presentá una nota de cancelación de inscripción al Departamento
de Alumnos y devolvé la LU o la credencial provisoria para ser consideradx
estudiante pasivx (y salir así del mailing) hasta que la UBA produzca tu
baja en los tiempos y formas que ella misma fija.

[+] INFO

http://exactas.uba.ar/uti/preguntas-frecuentes-faq/por-que-formo-parte-de-una-lista-institucional/

****