Grupo de Teoría de la Materia Condensada
    LINEAS DE INVESTIGACION/RESEARCH LINES

    REDES NEURONALES
    NEURAL NETWORKS

    El estudio de las redes neuronales tiene por objetivo la construcción de modelos matemáticos capaces de reproducir el comportamiento dinámico de sistemas nerviosos reales y de emular algunas de sus funciones, tales como la habilidad de recuperar información almacenada por asociación con estímulos recibidos, de generalizar reglas a partir de ejemplos y de clasificar padrones, entre otros. Asumiendo que las neuronas son unidades extremadamente simple, desde el punto de vista de procesamiento de la información, y siguiendo los conceptos introducidos por el neurobiologo Hebbs, se asume que la información es almacenada en las conexiones entre neuronas, llamadas sinapsis. Este enfoque conexionista ha permito desarrollar una gran variedad de modelos y sistemas, capaces de realizar con suceso muchas de las tareas propias de los cerebros biológicos.


    Participantes/Participants:
    • Sergio Cannas
    • Carolina Tauro
    • Juan Perotti
    • Francisco Tamarit

   
    ENTRELAZAMIENTO DE ESTADOS CUÁNTICOS DE SISTEMAS COMPUESTOS

    Estudio de aspectos fundamentales de la problemática del entrelazamiento de estados cuánticos. Por ejemplo: criterios para detectar separabilidad/entrelazamiento; comportamiento temporal asintótico del entrelazamiento en sistemas abiertos; caracterizacion espectral de estados separables.


    ENTANGLEMENT OF QUANTUM STATES OF COMPOSITE SYSTEMS

    Study of basic features of the entanglement of quantum states. For example: criteria for separability/entanglement; asymptotic temporal behaviour of entanglement in open systems; spectral characterization of separable states.


    Participantes/Participants:
    • Guido A. Raggio
   
    CRITICALIDAD Y ENTRELAZAMIENTO EN SISTEMAS CUÁNTICOS DE POCOS CUERPOS

    Estudiamos el comportamiento de estados débilmente ligados de sistemas cuánticos de pocos cuerpos en entornos de puntos críticos, donde la energía del estado fundamental cambia abruptamente como función de alguno de los parámetros del Hamiltoniano. Este comportamiento crítico es relevante para estudiar problemas de estabilidad, ionización y/o disociación en Hamiltonianos que modelan átomos o moléculas. Asi proponemos ahora analizar la capacidad de ligar electrones extra en distintos modelos de moléculas, incluyendo potenciales multipolares y moléculas exóticas (donde una o mas de las partículas intervinientes son antipartículas, como positrones o antiprotones).

    Otra forma de caracterizar estados cuánticos de sistemas de varias partículas resulta de estudiar el entrelazamiento (entanglement) del mismo. El entrelazamiento de un estado contiene no sólo información acerca de las correlaciones del estado, sino que es de interés en si mismo dado su rol como recurso utilizable en Información Cuántica (IC); manipular el entrelazamiento de un sistema cambiando los parámetros del mismo entonces no solo brinda información sobre la física del problema, sino también sobre su posible utilización para implementar tareas de la IC. El proyecto apunta a estudiar el entrelazamiento en cadenas de spins, trampas de partículas, quantum dots, es decir aquellos sistemas que han sido identificados como posibles escenarios para Ezequiel Farrherla IC. Al mismo tiempo, se pretende estudiar propiedades básicas de estados cuánticos entrelazados como su comportamiento crítico en estados débilmente ligados, su dinámica en sistemas disipativos o su comportamiento en sistemas con interacciones de largo alcance.

    CRITICALITY AND ENTANGLEMENT IN QUANTUM FEW BODY SYSTEMS


    We study the behavior of weakly bound-states in quantum few body systems near critical points, where the ground-state energy changes abruptly as a function of one of the Hamiltonian parameters. This critical behavior is relevant for stability, ionization and dissociation problems in atomic and molecular Hamiltonians. Currently we propose to analyze the electron binding capacity of several molecules models, including multipolar potentials and exotic molecules (one or more particles are antiparticles, such as positrons or antiprotons).

    Another way to characterize quantum states in systems of several particles comes from the study of entanglement. The entanglement contains information about the correlations in the state, but it is itself a resource very useful in Quantum Information (QI); manipulation of entanglement in a system by tuning some of its parameters, not only gives information on the physics of the problem but also on its possible use to implement QI. The project points to research entanglement in spins chains, particle traps, quantum dots, and other indentified systems on wich QI could be possible. At the same time, we study basic properties of entangled quantum states such as the critical behavior in weakly bound states, its dynamics in disipatives systems or its behavior in systems with long range interactions.

    Participantes/Participants:
    • Pablo Serra
    • Omar Osenda
    • Guido Raggio
    • Julio H. Toloza (UNN)
    • Federico Pont
    • Analía Zwick
    • Alejandro Ferrón (actualmente post-doc en Inst. Balseiro - S.C. de Bariloche)
   
    DIAGRAMAS DE FASES DE MODELOS DE POLIMEROS DEFINIDOS SOBRE REDES

    En este proyecto estamos interesados específicamente en el estudio de la transición de colapso de polímeros utilizando modelos de caminatas auto y mutuamente excluyentes sobre redes. Estudiamos distintos modelos capaces de describir la existencia de puntos multicríticos que describen la transición de colapso (genéricamente llamada punto Theta). A diferencia de lo que usualmente ocurre en sistemas magnéticos, "pequeños" cambios en el modelo pueden llevar a cambios significativos en el diagrama de fases, como el surgimiento de nuevas fases o cambios en la clase de universalidad del o los puntos multicríticos. Recientemente se propuso un modelo conocido como MMS (multiple monomers per site), para describir la transición de colapso el cual sólo incluye interacciones de sitio, lo que en principio resultaría más simple de tratar. Actualmente trabajamos en el anális del diagrama de fases de diferentes variantes de este modelo.

    Participantes/Participants:
    • Pablo Serra
    • En colaboración con Jürgen F. Stilck - Universidade Federal Fluminense - Brasil
   
    MODELADO DE PROCESOS DINÁMICOS EN BIOFÍSICA

    El modelado matemático y la simulación numérica se aplican a diversos problemas biofísicos de interés actual. Estos incluyen, pero no están limitados, a:
    • La formulación de modelos macro y mesoscópicos de las diversas fases del crecimiento tumoral y de las intervenciones terapéuticas.
    • La interacción entre la población parasitaria y el sistema inmune en la enfermedad de Chagas y la influencia de los fármacos sobre dicha interacción.
    • La energética y la dinámica del movimiento bacteriano.
    • La construcción de un modelo biofísico abarcador para la dinámica de los canales iónicos activados por ligandos.
    • La evolución del sistema olfativo.
    • La evolución de epidemias en un sistema de agentes móviles.

    MODELING DYNAMIC PROCESSES IN BIOPHYSICS


    We apply mathematical modeling and numerical simulation to various biophysical problems of current interest. They include, but are not limited to:
    • The formulation of macroscopic and mesoscopic models of the various stages of cancer growth and therapy.
    • The interaction between the parasite population and the immune system in Chagas disease and the effects of external intervention.
    • The energetics and dynamics of bacterial motion.
    • The construction of a comprehensive biophysical model for the dynamics of agonist-activated ionic channels.
    • The evolution of the olfactory system.
    • The evolution of epidemics in a system of mobile agents


    Participantes/Participants:
    • Carlos Condat
    • Gustavo Sibona
    • Silvia Menchón (Post-doc en la Universidad de Lovaina, Bélgica.)
    • Lucas Barberis
    • Iván Berdakin
    • Mario Disalvo
    • Soledad Castaño
    • Horacio Mors
   
    MATERIA BLANDA COLOIDAL

    Dentro de esta línea de trabajo, nos interesa principalmente el estudio de la "Estructura, Dinámica y Reología de suspensiones coloidales". Los sistemas investigados son las dispersiones coloidales, ya sean, estabilizadas debido a sus cargas eléctricas, con interacciones magnéticas o neutrales (esferas duras).
     Dentro de los métodos empleados para su estudio podemos mencionar: resolución de ecuaciones integro-diferenciales del tipo Orstein-Zernike, para la estructura; y, esquemas de "mode-coupling" para sistemas Brownianos, simulaciones numéricas tipo Dinámica de Stokes y Browiana, para estudiar la dinámica y reología.

    Proyectos actuales:
    • Difusión y reología de coloides cargados y neutrales.
    • Difusión y reología de mezclas coloidales de partículas estabilizadas eléctricamente, y débilmente atractivas.
    • Difusión a tiempos largos y reología de suspensiones altamente concentradas de esferas duras.

    COLLOIDAL SOFT MATTER

    Our research interests are mainly related to the study of the "Structure, Dynamics and Rheology of Colloidal Suspensions". The systems investigated are charge-stabilized, magnetic and neutral colloidal dispersions.
     Within the employed methods, we can mention: Ornstein-Zernike-type integral equation schemes, for the structure; and, mode-coupling schemes for Brownian systems, Stokesian Dynamics and Brownian Dynamics computer simulations, for the dynamics and rheology.

    Current projects:
    • Diffusion and rheology of charged and neutral colloids.
    • Diffusion and rheology in charge-stabilized and weakly attractive colloidal mixtures.
    • Long-time self-diffusion and rheology of highly concentrated hard-sphere colloids.


    Participantes/Participants:
    • Adolfo Banchio

    Colaboraciones/Collaborations:
    • G. Nägele, Forschungszentrum Jülich, Alemania.
    • J.F. Brady, California Institute of Technology, USA.
   
    DINÁMICA DE VESÍCULAS Y MEMBRANAS

    Esta línea se orienta al estudio de las propiedades mecánicas y dinámicas de estructuras supramoleculares cerradas, cuyas paredes están constituidas por membranas. Como ejemplo podemos citar vesículas y liposomas constituidos a base de lípidos. Se estudiarán los mecanismos físicos que determinan la estabilidad de membranas y liposomas, buscando un modelo verificable y consistente que permita relacionar las propiedades mecánicas e hidrodinámicas con las propiedades de estructura y dinámica molecular.


    DYNAMICS OF VESICLES AND MEMBRANES

    This research line is oriented to the study of the mecanical and dynamical properties of closed supramolecular structures with membrane walls. In particular, lipidic vesicles and liposomes are considered. We study mecanical stability of the vesicles, and its relation to the structure and dynamics of the membrane.



    Participantes/Participants:
    • Adolfo J. Banchio
    • Ezequiel Farrher
   
    MODELADO DE PELICULAS MAGNETICAS ULTRA DELGADAS
    MODELING ULTRA-THIN MAGNETIC FILMS


    Participantes/Participants:
    • Sergio Cannas
    • Marianela Carubelli
    • Santiago Pighin
    • Francisco Tamarit
   

    DINÁMICA DE SISTEMAS COMPLEJOS.
    Dinámica de no-equilibrio en sistemas micro-nano estructurados: paredes de dominio magnéticas, vórtices superconductores, ratchet biológicos.
    Dinámica y reología de sistemas coloidales: geles.


    DYNAMICS OF COMPLEX SYSTEMS
    Non-equilibrium dynamics in micro-nano structures systems: magnetic domain walls, superconducting vortices, bio-ratchets.
    Rheology and dynamics of colloidal systems: gel.

    Participantes/Participants:
    • Verónica Marconi
    • Francisco Tamarit
    • Pablo Sartorio
    • Pablo Serra
    • Iván Berdakin
    • Carlos Condat

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