Scielo RSS <![CDATA[Revista mexicana de física]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0035-001X20030001&lang=es vol. 49 num. 1 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[<b>Electronic band structure of (001)-semiconductor surfaces</b>: <b>the frontier-induced semi-infinite-medium states</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100001&lng=es&nrm=iso&tlng=es In previous work we have discussed the valence band electronic structure of the (001) oriented semi-infinite medium of the II-VI wide band gap zinc-blende semiconductor compounds. We have found three characteristic surface resonances besides the known bulk bands (heavy hole, light hole and spin-orbit bands). Two of these resonances correspond to the anion-terminated surface and the third one to the cation terminated surface. Furthermore, we have shown that three non dispersive (001)-surface-induced bulk states, in the Γ- Κ direction of the 2D Brillouin zone, are also characteristic of these systems. To identify these states, from other known surface states, we have called them frontier-induced semi-infinite-medium states. In order to continue with the description of these systems, we review the main characteristics of the electronic structure of the (001)-surfaces and we present a detailed theoretical discussion of the frontier-induced semi-infinite-medium states. We use tight binding Hamiltonians and the well-known Surface Green's Function Matching method to calculate the electronic surface band structure.<hr/>En un trabajo previo hemos calculado la estructura electrónica de bandas de las superficies orientadas en la dirección (001) de compuestos semiconductores de la familia II-VI. De ese trabajo hemos hallado que, además de las bandas de volumen conocidas (bandas de huecos pesados, huecos ligeros y espín-órbita), existen en estos sistemas tres resonancias de superficie. Dos de estas resonancias están asociadas con una superficie terminada en anión, y la tercera resonancia se asocia con la terminación catión de la superficie. También, hemos hallado que existen tres estados electrónicos localizados en valores de energía que no presentan dispersión como función del vector de onda en estos sistemas bidimensionales. Para identificar estos estados hemos propuesto el nombre de estados de frontera inducidos por un medio semi-infinito. Con el interés de continuar el estudio de estos sistemas, en el presente trabajo hacemos una revisión del estado del arte de la estructura electrónica de bandas de las superficies semiconductoras orientadas en la dirección (001), y presentamos un estudio teórico detallado de los estados frontera inducidos por un medio semi-infinito. Para nuestro análisis utilizamos el método de enlace fuerte y el método empalme de la función de Green de superficie en el cálculo la estructura electrónica de bandas de la superficie. <![CDATA[<b>Elastic cross sections for intermediate-energy e¯ - CH<sub>4</sub> collisions</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100002&lng=es&nrm=iso&tlng=es We report an application of the Schwinger variational principle with plane waves as trial basis set. Elastic differential cross sections (DCS) for the scattering of electrons by CH4 in the 10 to 100 eV energy range are available and our differential cross sections are found to be in reasonable agreement with existing measurements.<hr/>Se analiza una aplicación del principio variacional de Schwinger desde la perspectiva de ondas planas para un conjunto base y sección eficaz diferencial para e¯ - CH4 en el intervalo de 10-100 eV, y se encuentra que los resultados obtenidos están en razonable acuerdo con los datos existentes. <![CDATA[<b>Estudio estructural de los semiconductores AlP, GaAs y AlAs con estructura wurzita</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100003&lng=es&nrm=iso&tlng=es En este trabajo presentamos cálculos ab initio de la optimización de geometrías, parámetros de red y estructura electrónica para semiconductores con estructura wurzita, tales como AlN, CdS, ZnS, ZnSe, GaN, AlP, AlAs y GaAs. Para ello se usa el programa CASTEP de CERIUS con las aproximaciones LDA (Local Density Approximation) y GGA (Generalized Gradient Approximation), en el marco de la teoría de funcionales de la densidad (Density Functional Theory, DFT). Los pseudopotenciales usados en este trabajo son los generados con el esquema de optimización de Troullier-Martins. Una vez optimizados los parámetros de red, calculamos el patrón de rayos X para cada uno de los semiconductores estudiados. Se analiza el efecto de los pseudopotenciales usados en función de los resultados obtenidos. Finalmente, se predice la geometría y el patrón de rayos X para el AlP, AlAs y GaAs, con estructura wurzita, comprobándose el carácter semiconductor de estos materiales.<hr/>In this work we present ab initio calculations of optimization geometries, lattice constant and electronic structure for semiconductors wurtzite-type, like AlN, CdS, ZnS, ZnSe, GaN and GaAs. For this, we used the CASTEP program of CERUIS with LDA and GGA approximations, in the framework of Functional Density Theory. The used pseudopotentials are available in that program and were generated using the optimization scheme of Troullier-Martins. With the lattice constant just optimized, we calculate then the X-ray spectra for studied semiconductors. We analyzed the effect of used pseudopotentials on function of the results obtained. Finally, we predicted the geometry and X-ray pattern for AlP, AlAs and GaAs with wurtzite structure, giving evidence about the semiconductor character of this materials. <![CDATA[<b>Grain growth in polycrystalline Ba<sub>0,5</sub>Sr<sub>0,5</sub>TiO<sub>3</sub></b> <b>ceramics prepared at different sintering times</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100004&lng=es&nrm=iso&tlng=es A grain size study based on the measurements of the maximum permittivity and the microstructure of samples of Sr0,5Ba0,5TiO3 sintered at different time lengths at a fixed temperature is reported. A linear law of grain growth is found from the experimental results and properly described by the Johnson-Mehl-Avrami theory. The model predicts a zero nucleation rate.<hr/>Se reportan los resultados de un estudio del comportamiento del tamaño de grano basado en medidas de permitividad dieléctrica máxima y en la microestructura de muestras de Sr0,5Ba0,5TiO3 sinterizadas durante diferentes tiempos a temperatura fija. De los resultados experimentales se encuentra una ley lineal de crecimiento del grano con el tiempo de sinterizado descrita adecuadamente por la teoría de Johnson-Mehl-Avrami. El modelo predice una tasa cero de nucleación. <![CDATA[<b>Efecto de la quiralidad sobre solitones polarizados en un medio anisótropo</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100005&lng=es&nrm=iso&tlng=es Se presenta la simulación de la ecuación no lineal de Schrödinger para un medio quiral dispersivo, con no linealidad tipo Kerr. El efecto de la quiralidad espacial se considera mediante el formalismo de Born-Fedorov. Los resultados obtenidos, a través del método espectral de Fourier, muestran los efectos de la quiralidad sobre pulsos solitónicos con polarización circular y polarización mixta en un medio cúbico anisótropo. En la simulación numérica se encuentra que los solitones polarizados circularmente a la derecha son más estables que los polarizados a la izquierda cuando el factor quiral aumenta. Además para este último caso se observa una conversión de modos N=1 a N=2 si el factor quiral tiene un valor apropiado. Para el caso de modos acoplados el factor quiral permite la existencia de modos elípticos que pueden propagarse en conjunto con los modos fundamentales.<hr/>Simulation of nonlinear Schrödinger equation is presented, for a dispersive chiral media, with Kerr-type non linearity. Spatial chirality effects is considered through the Born-Fedorov formalism. Results obtained, by means of Fourier method, show the chirality effects over circular and mixed polarized solitons pulses in an anisotropic cubic media. Numerical simulation results show that right hand circulary polarized solitons are more stable that left hand polarized, when the chirality factor increases. For this later case, a mode conversion is observed for N=1 to N=2 if the chirality factor has an adequate value. For coupled modes the chirality factor allows the existence of elliptically polarized modes together with fundamental modes. <![CDATA[<b>Remarks on noncommutative solitons</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100006&lng=es&nrm=iso&tlng=es In the first part of this work we consider an unstable non-BPS Dp - <img border=0 width=11 height=12 src="/img/revistas/rmf/v49n1/a6i1.jpg">p-brane pair in Type II superstring theory. Turning on a background NS-NS B-field (constant and nonzero along two spatial directions), we show that the tachyon responsible for the unstability has a complex GMS solitonic solution, which is interpreted as the low energy remnant of the resulting D(p - 2)-brane. In the second part, we apply these results to construct the noncommutative soliton analogous of Witten's superconducting string. This is done by considering the complex GMS soliton arising from the D3 - <img border=0 width=11 height=12 src="/img/revistas/rmf/v49n1/a6i1.jpg">3-brane annihilation in Type IIB superstring theory. In the presence of left-handed fermions, we apply the Weyl-Wigner-Moyal correspondence and the bosonization technique to show that this object behaves like a superconducting wire.<hr/>En la primera parte de este trabajo consideramos un par inestable de D-branas no-BPS, Dp - <img border=0 width=11 height=12 src="/img/revistas/rmf/v49n1/a6i1.jpg">p, en la teoría de supercuerdas tipo II. Considerando un campo de fondo B NS-NS (constante y diferente de cero a lo largo de dos direcciones espaciales), mostramos que el taquión responsable de la inestabilidad corresponde a una solución solitónica compleja del tipo GMS, la cual puede ser interpretada como el remanente de bajas energías de la D(p- 2) resultante. En la segunda parte, aplicamos estos resultados para construir un solitón noconmutativo análogo a la cuerda superconductora de Witten. Esto se hace considerando un solitón complejo GMS que proviene de la aniquilación de un par D3 - <img border=0 width=11 height=12 src="/img/revistas/rmf/v49n1/a6i1.jpg">3 en la teoría de supercuerdas tipo IIB. En la presencia de fermiones izquierdos, aplicamos la correspondencia de Weyl-Wigner-Moyal y la técnica de bosonización para mostrar que este objeto se comporta como un alambre superconductor. <![CDATA[<b>Vane rheometry of an aqueous solution of worm-like micelles</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100007&lng=es&nrm=iso&tlng=es The non-linear viscoelastic behavior of worm-like micelles in aqueous solution was analyzed in this work under non-homogeneous flow with a rotational vane rheometer. The system studied was a solution of cetylpyridinium chloride 100 mM/sodium salicylate 60 mM (CPyCl/NaSal) in triple distilled water. The use of the vane rheometer enables to reach higher shear rates than a cone and plate or Couette one because ejection of the sample and slip at the rotating surface are restricted. Thus, following this experimental procedure we show in this work, the complete flow curve for a micellar solution, including a hysteresis cycle and the upturn at high shear rates predicted by theories on constitutive instabilities and shear banded flow. We show in addition, the influence of time on the onset of flow instabilities and an experimental analysis of the flow stability in the low and high shear rate branches.<hr/>El comportamiento viscoelástico no lineal de micelas tipo gusano en solución acuosa bajo flujo no homogéneo fue analizado en este trabajo mediante un reómetro rotacional de paletas. El sistema estudiado fue una solución de cetilpiridinio 100 mM/ salicilato de sodio 60 mM (CPyCl/NaSal) en agua tridestilada. El uso del reómetro de paletas permite alcanzar razones de deformación mayores que las obtenibles en cono y plato o Couette, ya que la expulsión de la muestra y el deslizamiento en la superficie giratoria están restringidas. Así, siguiendo este procedimiento experimental mostramos en este trabajo, la curva de flujo completa para un sistema micelar, incluyendo un ciclo de histéresis y el ascenso a altas razones de corte predicho por las teorías sobre inestabilidades constitutivas y flujo en bandas. Mostramos además, la influencia del tiempo sobre la aparición de inestabilidades de flujo y presentamos un análisis experimental de la estabilidad de flujo en los regímenes de baja y alta rapidez de deformación. <![CDATA[<b>Wigner functions of free "Schrödinger cat" states</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100008&lng=es&nrm=iso&tlng=es We study the evolution of a free "Schrödinger cat" state (a superposition of two coherent correlated states moving in opposite directions) using the formalism of the Wigner function. Two possible mechanisms to spatially separate the two states are considered: a "quantum sling" and a Paul trap that produces unstable motion. The numerical analysis shows how the two superposed states move away of each other, while keeping an interference term between them that is typical of quantum phenomena.<hr/>Estudiamos la evolución de un estado libre de "gato de Schrödinger" (una superposición de dos estados coherentes moviéndose en direcciones opuestas) utilizando el formalismo de la función de Wigner. Se toman en cuenta dos posibles mecanismos para separar especialmente los dos estados: una "resortera cuántica" y una trampa de Paul que produce movimientos inestables. El análisis numérico muestra cómo los dos estados superpuestos se alejan uno de otro, conservando al mismo tiempo entre ellos los términos de interferencia que son típicos de los fenómenos cuánticos. <![CDATA[<b>Recurrence relations of special functions and group representations</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100009&lng=es&nrm=iso&tlng=es It is shown that the recurrence relations satisfied by several special functions can be related to representations of Lie algebras of dimension three or four. It is also shown that in some cases these recurrence relations can be related to the isometries of constant-curvature two-dimensional manifolds.<hr/>Se muestra que las relaciones de recurrencia satisfechas por varias funciones especiales pueden relacionarse con representaciones de álgebras de Lie de dimensión tres o cuatro. Se muestra también que en algunos casos estas relaciones de recurrencia pueden relacionarse con las isometrías de variedades de dimensión dos con curvatura constante. <![CDATA[<b>¿Ayuda la teoría de errores a diseñar experimentos?</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100010&lng=es&nrm=iso&tlng=es La teoría de errores, aplicada a las mediciones físicas, constituye una de las herramientas que ayuda al científico a resolver la contradicción modelo-realidad durante la realización de experimentos como parte del proceso constante de producción de nuevos conocimientos. La escuela, como proceso simulado de construcción de conocimientos, debe usar esta herramienta, en las condiciones más adecuadas, para el diseño de experimentos docentes correctamente concebidos que logren que el alumno se convenza de la veracidad de las construcciones teóricas. En la práctica escolar, la teoría de errores aplicada a los experimentos de física habitualmente se convierte en una práctica formal y se reduce a una larga serie de operaciones de cálculo para obtener, finalmente, un número que acompañará al valor hallado de la magnitud para expresar el resultado. El artículo que presentamos ofrece, tomando como ejemplo la tarea experimental consistente en la determinación del valor de la aceleración de la gravedad usando la máquina de Atwood, un análisis acerca de cómo el criterio de calidad de las mediciones físicas, derivado del error relativo, influye en el diseño correcto del experimento y determina el intervalo de los valores que deben tomar las magnitudes en la experiencia a realizar para garantizar su fuerza informativa.<hr/>The theory of errors, applied to physical measurements, is one of the useful tools to aid scientists to solve the reality-model contradiction during the realization of experiments as part of the constant process of production of new knowledge. The school as a simulated process of knowledge construction must use this tool, in the most adequate conditions, for the design of properly conceived experiments in the classroom, which would favor the conviction in the student of the veracity of the theoretical constructions. In school practice, the "theory of errors" applied to experiments in physics, usually constitutes formal practice and is reduced to a long series of calculations to finally obtain a number that would go with the calculated value of the magnitude to express the result. The present article offers an analysis of the criterion of quality in the physical measurements, derived from relative error, taking as example the experimental task that consists in the determination of the value of acceleration of gravity using the Atwood machine. This would influence the correct design of the experiment and determine the relative value interval. It would also influence the correct design of the experiment and determine the interval of values that magnitudes should take in the experience, in order to guarantee its informative force. <![CDATA[<b>La obra de Galileo y la conformación del experimento en la física</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100011&lng=es&nrm=iso&tlng=es Es muy frecuente encontrar comentarios y referencias a la obra de Galileo que sugieren que éste basaba sus afirmaciones más en un pensamiento lógico que en observaciones. En este trabajo presentamos un análisis de algunos "experimentos" que realizó) y que permanecieron inéditos en los siglos XVI y XVII; en ellos encontramos una descripción clara de la metodología que siguió el científico italiano para alcanzar los resultados que presenta en sus obras formales, en particular en los Discorsi. A diferencia de la filosofía aristotélica, en estos folios Galileo adopta una metodología con la cual logra grandes contribuciones para la conformación moderna del método experimental, fundando una metodología para el estudio del movimiento. Utilizamos este análisis como ejemplo de las dificultades que se presentan en la conformación de la experimentación moderna y señalamos la necesidad de resaltar la importancia de la metodología científica en la enseñanza de la física.<hr/>It is very frequent to find comments and references to Galileo's work suggesting that he based his affirmations on a logic thought and not on observations. In this paper we present an analysis of some experiments that he realized and were unknown in the XVI and XVII centuries; in they we find a clear description of the methodology that Galileo follows in order to reach the results that he presents in his formal work, particularly in Discorsi. In contrast with the Aristotelian philosophy, in these manuscripts Galileo adopt a methodology with which he obtain great contributions for the modern conformation of the experimental method, founding so a methodology for the study of the movement. We use this analysis as an example of the difficulties that are present in the conformation of the modern experimentation and we point out the necessity to stress the importance of the scientific methodology in the teaching of physics. <![CDATA[<b>Modelo simple para la permeabilidad dinámica de fluidos viscoelásticos</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100012&lng=es&nrm=iso&tlng=es En este trabajo se presenta una forma sencilla de obtener una expresión analítica para la respuesta en el dominio de las frecuencias de la permeabilidad dinámica en fluidos viscoelásticos maxwellianos. También se ilustra el caso de presión senoidal, en el que la permeabilidad se puede expresar en el espacio de configuración. Se modela la respuesta dinámica del sistema circulatorio humano como la respuesta dinámica en un tubo recto y la sangre como un fluido maxwelliano, se determinan las resonancias de este sistema y se encuentra que la frecuencia de bombeo cardiaco natural corresponde a un máximo de permeabilidad viscoelástica. Para reforzar lo anterior, cuantitativamente se muestra a través de un modelo de presión pulsante (tren de pulsos gaussianos), que el incremento en la permeabilidad puede tener un efecto positivo en el flujo medio.<hr/>In the present work a simple form to obtain analytical expression for the dynamic permeability of Maxwellian fluids is presented. This expression gives the frequency dependent form of this dynamic permeability. In particular case, the analytic expression for the sinusoidal pressure pump fluid is illustrated in the configuration space. As an example of the feasibility of this expression the flow of human blood in a tube is presented finding that the human heart frequency has the same order that the frequencies where the dynamic permeability shows resonances. In order to make clear the above aspect of the dynamic permeability a model of pulsing pressure drops (gaussian like) are analyzed. <![CDATA[<b>Efficiency of a Curzon and Ahlborn engine with Dulong-Petit heat transfer law</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100013&lng=es&nrm=iso&tlng=es Using the maximization of the power output per cycle, the optimization of a thermal engine performing a Carnot-type cycle is considered. It is assumed that the heat transfer between the reservoirs and the engine occurs according to the Dulong and Petit's heat transfer law. It is found that the efficiency obtained with this heat transfer law can be written as a power series in the parameter λ ~ 1/(ln Vmax - ln Vmin), where Vmax and Vmin are the maximum volume and minimum volume spanned by the cycle, respectively. It is also shown that the calculated efficiency verifies the semi-sum property of the ecological efficiency.<hr/>Se considera la optimización de una máquina térmica por medio de un ciclo tipo Carnot, usando la maximización de la potencia de salida en el ciclo. Se supone que la transferencia de calor entre los almacenes y la máquina se realiza de acuerdo con la ley de transferencia de calor de Dulong y Petit. Se encuentra que la eficiencia obtenida con esta ley de transferencia de calor, se puede escribir como una serie de potencias del parámetro λ ~ 1/(ln Vmax - ln Vmin), donde Vmax y Vmin son los volúmenes máximo y mínimo subtendidos por el ciclo, respectivamente. También se muestra que la eficiencia calculada cumple la propiedad de semi-suma de la eficiencia ecológica. <![CDATA[<b>Two-photon absorption</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2003000100014&lng=es&nrm=iso&tlng=es Two-photon absorption is theoretically analyzed within the semiclassical formalism of radiation-matter interaction. We consider an ensemble of inhomogeneously broadened three-level atoms subjected to the action of two counterpropagating fields of the same frequency. By concentrating in the limit of large detuning in one-photon transitions, we solve perturbatively the Bloch equations in a non-usual way. In this way we derive an analytical expression for the width of the two-photon resonance that makes evident sub-Doppler two-photon spectroscopy. We also derive an analytical expression for the Stark shift of the two-photon resonance.<hr/>Se analiza teóricamente la absorción de dos fotones dentro del formalismo semiclásico de la interacción entre la radiación y la materia. Consideramos un conjunto, con ensanchamiento inhomogéneo, de átomos de tres niveles sometido a la acción de dos campos contrapropagantes de igual frecuencia. Resolvemos perturbativamente las ecuaciones de Bloch del sistema de una forma no usual concentrándonos en el límite de alta desintonía de las transiciones a un fotón. De esta forma obtenemos una expresión analítica para la anchura de la resonancia a dos fotones en la que se pone de manifiesto la posibilidad de espectroscopía sub-Doppler a dos fotones. También obtenemos una expresión analítica para el desplazamiento Stark de la resonancia a dos fotones.