Scielo RSS <![CDATA[Revista mexicana de física]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0035-001X20090001&lang=en vol. 55 num. 1 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[<b>Transferencia energética en un modelo multicapa de tejido humano sometido a irradiación electromagnética de alta frecuencia</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2009000100001&lng=en&nrm=iso&tlng=en La forma en la que la energía es absorbida cuando la superficie de la piel es expuesta a una radiación electromagnética, y las consecuencias físicas implicadas, son esencialmente los propósitos de este trabajo. En particular, se estudia la radiación electromagnética de alta frecuencia. Cuando esta radiación incide directamente sobre la superficie de la piel, la energía es transmitida hacia el interior de los tejidos, incrementando su temperatura. Este proceso ha sido empleado de forma beneficiosa en muchos casos. Aún hoy día, existe un desconocimiento teórico sobre estos efectos. Este estudio pretende tratar el tema desde su origen, y deja vías de trabajo futuras para abordar a fondo el mismo. La piel es considerada como un sistema de múltiples capas con distintas características cada una de ellas, cada capa es caracterizada por parámetros de permitividad, conductividad, densidad y calor específico. Dos tipos de piel son analizados: un tipo fibroso y un tipo adiposo, cada uno de ellos con diferentes grados de hidratación. En este estudio se muestra la evolución temporal no lineal de la temperatura de los tejidos y es tenida en cuenta la redistribución del calor ejercida por el propio cuerpo humano.<hr/>The way the energy is absorbed when skin surface is being exposed to an electromagnetic radiation, and the physical consequences involved, are essentially the purposes of this study. In particular, we are dealing with High Frequency radiation. When it is directed toward the surface of the skin, energy is transmitted to its inner layers causing an increase of the temperature. This process has experimentally been proved to be beneficial in many cases. Yet theoretically there is still a slightly hollow basis about it. This study pretends to deal with that subject from its origin, and allows future study doors to tap in depth this theme. Skin tissue is actually a multilayer tissue with a different tissue in each layer. Each one of them is characterized by some parameters, such as permittivity, conductivity, density and specific heat. Two kinds of skin tissues will be analysed: a fibrous and a fatty one, each of both with a different skin humidity. In this study some parameters such as the non-linear temporal evolution of tissue temperature and the redistribution of heat them will be take into account. <![CDATA[<b>Resolved component of the photon in heavy quark photoproduction</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2009000100002&lng=en&nrm=iso&tlng=en Heavy quarks in γ - N interactions are produced mainly by photon-gluon fusion. Nevertheless a small contribution to the total cross section comes from processes like those appearing in heavy quarks hadroproduction through the resolved component of the photon. Here we concentrate on the resolved contributions of the photon to heavy meson photoproduction. We discuss the calculation of the cross section to D's and B's, as well as its dependence on the fragmentation function and the center of mass energy available in the collisions.<hr/>La producción de sabores pesados en interacciones γ - N son principalmente por fusion fotón-gluón. No obstante, una pequeña contribución a la sección eficaz total viene de procesos similares a los que aparecen en hadroproducción a través de la componente resuelta del fotón. Aquí nos concentramos en la contribución resuelta del fotón y la fotoproducción de mesones pesados. Se discute el cálculo de la sección eficaz de D's y B's, así como su dependencia con las funciones de fragmentación y la energía del centro de masa usado en las colisiones. <![CDATA[<b>Electromechanical analysis of a piezoresistive pressure microsensor for low-pressure biomedical applications</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2009000100003&lng=en&nrm=iso&tlng=en The electromechanical analysis of a piezoresistive pressure microsensor with a square-shaped diaphragm for low-pressure biomedical applications is presented. This analysis is developed through a novel polynomial model and a finite element method (FEM) model. A microsensor with a diaphragm 1000 µm length and with three different thicknesses (10, 15, and 20 µm) is studied. The electric response of this microsensor is obtained with a Wheatstone bridge of four p-type piezoresistors located on the diaphragm surface. The diaphragm that is 10 µm thick exhibits a maximum deflection of 3.74 µm using the polynomial model, which has a relative difference of 5.14 and 0.92% with respect to the Timoshenko model and the FEM model, respectively. The maximum sensitivity and normal stress calculated using the polynomial model are 1.64 mV/V/kPa and 102.1 MPa, respectively. The results of the polynomial model agree well with the Timoshenko model and FEM model for small deflections. In addition, the polynomial model can be easily used to predict the deflection, normal stress, electric response and sensitivity of a piezoresistive pressure microsensor with a square-shaped diaphragm under small deflections.<hr/>El analisis electromecánico de un microsensor de presión piezoresistivo con un diafragma de sección cuadrada para aplicaciones biomédicas de baja presión es presentado. Este análisis es desarrollado mediante un nuevo modelo polinomial y un modelo con el método elemento finito (FEM). Un microsensor con un diafragma de 1000 µm de longitud y tres diferentes espesores (10, 15 y 20 µm) es estudiado. La respuesta electrica de éste microsensor es obtenida mediante un puente de Wheatstone con cuatro piezoresistores tipo p localizados sobre la superficie del diafragma. El diafragma con 10 µm de espesor presenta una deflexion máxima de 3.74 µm utilizando el modelo polinomial, el cual tiene una diferencia relativa de 5.14 and 0.92% con respecto al modelo de Timoshenko y al modelo FEM, respectivamente. La máxima sensibilidad y esfuerzo normal calculado con el modelo polinomial son 1.64 mV/V/kPa and 102.1 MPa, respectivamente. Los resultados del modelo polinomial concuerdan bien con el modelo de Timoshenko y el modelo FEM para pequeñas deflexiones. Además, el modelo polinomial puede ser utilizado fácilmente para predecir la deflexión, esfuerzo normal, respuesta eléctrica y sensibilidad de un microsensor de presión piezoresistivo con un diafragma de sección cuadrada sujeto a pequeñas deflexiones. <![CDATA[<b>Optimization of the diffraction efficiency in non-uniform gratings in sillenite crystals (Bi<sub>12</sub>SiO<sub>20</sub> and Bi<sub>12</sub>TiO<sub>2</sub>) considering the variation of fringe period, optical activity and polarization angles in a strong non-linear regime</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2009000100004&lng=en&nrm=iso&tlng=en We included the non-uniformity of the grating and of the magnitude and phase of light modulation throughout the sample thickness to optimize the diffraction efficiency. The variation of fringe period, optical activity, birefringence, absorption of light, and polarization angle were considered. We studied strong nonlinear conditions and two crystal orientations one is with the grating vector parallel to the face [001] and the other is with the grating vector perpendicular to the same face. We included applied fields there is a complex relationship among all these parameters, and the prediction of the conditions for the optimum value of the diffraction efficiency is complicated. We report the optimal sample thickness for different situations, considering two wavelengths for reading: green (532 nm) and red (632 nm).<hr/>Incluimos la no uniformidad de la rejilla y de la magnitud y de la fase de la modulación de la luz a lo largo del espesor de la muestra, para optimizar la eficiencia de difracción, considerando la variación del período de la rejilla, condiciones fuertemente no lineales, actividad óptica, birrefringencia, absorción, ángulo de polarización, campos aplicados y dos orientaciones del cristal: el vector de la rejilla paralelo y perpendicular a la dirección [001]. Existe una relación compleja entre todos estos parámetros y la predicción de las condiciones óptimas para la eficiencia de difracción es complicada. Reportamos el espesor óptimo de la muestra en diferentes circunstancias, utilizando dos diferentes longitudes de onda para la lectura: verde (532 nm) y roja (632 nm). <![CDATA[<b>Crystallization kinetics of a soda lime silica glass with TiO<sub>2</sub> addition</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2009000100005&lng=en&nrm=iso&tlng=en Studies conducted into Na2O-CaO-3SiO2 glass composition suggest that its phase transformation occurs from the surface towards the interior of the sample. In a study carried out in 1982, it was reported that no addition of nucleating agents modified the mechanism. Taking advantage of the disposition materials synthesized by nanotechnology, in this study TiO2 in nanometer size was used with the idea that, because of its qualities, it could modify the crystallization mechanism. The glasses obtained as well as the thermally treated samples, were evaluated by the X-ray diffraction (XRD) powder method, differential thermal analysis (DTA), and by optical microscopy and high resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Within the range of TiO2 concentration studied (0 - 10 wt %), 10 wt % of TiO2 considerably reduced the Na2O-2CaO-3SiO2 phase crystallization process. The crystallization mechanism was not modified and TiO2 did not form compounds with the matrix components.<hr/>Estudios realizados en el sistema vítreo Na2O-CaO-3SiO2 sugieren que su transformación de fase ocurre desde su superficie hacia su interior. En estudios previos realizados se reportó la modificación del mecanismo de cristalización por adición de agentes nucleantes. En este estudio partículas nanometricas de TiO2 fueron adicionadas con la idea de modificar el mecanismo de cristalización. Los vidrios obtenidos así como muestras tratadas térmicamente fueron evaluadas por difracción de rayos-X, análisis térmico diferencial, microscopía óptica y de transmisión electrónica de alta resolución. El rango de estudio realizado fue de 0-10 % en peso y se encontró que en la máxima adición se disminuyó considerablemente el proceso de cristalización. A pesar de la rápida disolución lograda por la adición de nanopartículas de titania no se logró un cambio del proceso de cristalización. <![CDATA[<b>Fluctuaciones aleatorias en la acción quimioterapéutica sobre tumores cancerosos</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2009000100006&lng=en&nrm=iso&tlng=en Consideramos una parte suficientemente pequeña de un tumor, tal que las densidades de células cancerosas y de linfocitos pueden ser consideradas independientes de su posición en el espacio. Así, disponemos de un modelo no espacial en el cual los nacimientos y las defunciones aleatorias de ambos tipos de células son tratados mediante procesos de un paso y modelamos el efecto de la quimioterapia sobre el sistema físico. Utilizamos el desarrollo omega de van Kampen para separar la parte macroscópica de la microscópica. La primera es descrita mediante un sistema de dos ecuaciones diferenciales ordinarias acopladas y no lineales, mientras que la microscópica se describe mediante una ecuación de Fokker-Planck que describe un ruido gaussiano en el que las fluctuaciones medias y sus autocorrelaciones centradas satisfacen ecuaciones lineales que son sistemas no autónomos. Estudiamos numéricamente la parte macroscópica y encontramos que existen dos cuencas: una de paciente saludable y otra de resultado fatal, tal que el incremento de la acción quimioterapéutica puede modificar el resultado fatal por uno de paciente saludable. Además, consideramos la conducta asintótica de la parte microscópica mediante la obtención de los eigenvalores de las matrices involucradas. Nuestros resultados sugieren que aun cuando macroscopicamente hay estabilidad en la cuenca de paciente saludable, microscópicamente pueden existir fluctuaciones aleatorias con desviación estándar no acotada, lo cual podría traducirse en la reaparición de la enfermedad.<hr/>A small patch of a tumor is considered, so that lymphocytes and cancerigenic cell densities are independent of the spatial position. So, a non spatial model with random transition birth and death rates are treated through one-step processes and such that chemotherapy on the physical system is included. Van Kampen expansion is used to separate a macroscopic and a microscopic part. The first one is described through a set of two nonlinear and coupled ordinary differential equations, and the microscopic part is described by using a Fokker-Planck equation. Evolution on time of the mean fluctuations and autocorrelation functions of noise are linear non autonomous systems. The macroscopic part is studied numerically, so that two basins are found, one of fatal results and other of healthy patient. Jacobian matrix has negative eigenvalues, so that there are stable attractor points inside each basin. When a chemotherapy parameter is increased, the final macroscopic state is moved from fatal to healthy basin. While macroscopic stability is found, microscopic results are very different and this is seen by studying the asymptotic behavior of the random fluctuations. This is done by evaluating the eigenvalues of the involved matrices and it is found that random fluctuations has unbounded standard deviations, suggesting that disease could appear again. <![CDATA[<b>Effects of indium doping on the structural and optical properties of CdSe thin films deposited by chemical bath</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2009000100007&lng=en&nrm=iso&tlng=en Thin films of n-type CdSe have been grown on Corning glass substrate by chemical bath deposition, prepared with Sodium Seleno-Sulphate (Na2SSeO3), Cadmium Chloride (CdCl2) and Indium Tri-Chloride (InCl3), mixed in an aqueous environment. The effects of different In doping concentrations have been investigated. X-ray diffraction spectra show that at low In concentration only the CdSe lattice is present in the deposited film, whereas CdIn2Se4 and InSe compounds are obtained at higher In concentrations. Optical properties have been calculated from transmission spectra and photoluminescence measurements. From transmission spectra, the absorption coefficient and optical gap were obtained; photoluminescence spectra show band-band recombination from 10 K to room temperature.<hr/>Películas delgadas de CdSe tipo-n han sido crecidas sobre vidrios Corning utilizando la técnica de baño químico. El baño fue preparado en solución acuosa de Sulfato de Selenio (Na2SSeC3), Cloruro de Cadmio (CdCl2) y Tricloruro de Indio (InCl3). Los efectos producidos por diferentes concentraciones de Indio (In) en las propiedades estructurales de las películas fueron analizados por medio de la técnica de difracción de rayos X, donde se evidencia la presencia exclusiva del CdSe para concentraciones del 1% de In, mientras que para concentraciones mayores aparecen los compuestos de CdIn2Se4e InS. Las propiedades ópticas han sido determinadas a partir de los espectros de transmisión y de mediciones de fotoluminiscencia. A partir de los espectros de transmisión se obtuvieron el coeficiente de absorción y el ancho de banda óptico. Las mediciones de fotoluminiscencia muestran recombinaciones banda-banda para el intervalo de temperaturas desde los 10 K hasta los 300 K. <![CDATA[<b>Optimal configuration of heat engines for maximum efficiency with generalized radiative heat transfer law</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2009000100008&lng=en&nrm=iso&tlng=en Optimal configuration of a class of endoreversible heat engines with generalized radiative heat transfer law [q ∞ Δ (Tn] has been determined by this paper. The optimal cycle that maximizes the efficiency of the engines with fixed input energy has been obtained using optimal-control theory, and the differential equations are solved by Taylor series expansion. It is shown that the optimal cycle for maximum efficiency has eight branches including two isothermal branches, four maximum-efficiency branches and two adiabatic branches. The interval of each branch has been obtained, as well as the solutions of the temperatures of heat reservoirs and working fluid. Numerical examples are given for the optimal configurations with n = - 1, n=1, n=2, n=3 and n=4, respectively. The results obtained are compared with each other and with those results obtained for maximum power output.<hr/>En este artículo se determina la configuración óptima de una clase de motor térmico endoreversible con la ley generalizada de transferencia de claro radiativa [q ∞ Δ (Tn]. El ciclo óptimo que maximiza la eficiencia de los motores con una entrada de energía dada se obtiene usando la teoría del control óptimo y las ecuaciones diferenciales son resueltas mediante la expanción en series de Taylor. Se muestra que el ciclo óptimo para máxima eficiencia tiene ocho ramas, incluyendo dos ramas isotérmicas, cuatro de máxima eficiencia y dos adiabáticas. Se muestra el intervalo para cada rama, así como la temperatura del recipiente calorífico y del fluido de trabajo. Los ejemplo numéricos se muestran para la configuración óptima con n= - 1, n=1, n=2, n=3 y n=4. Los resultado obtenidos son comparados unos con otros, y con éstos se obtiene la potencia máxima de salida. <![CDATA[<b>Robustness of noise induced resonances</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2009000100009&lng=en&nrm=iso&tlng=en In order to confirm the emergence of resonances in the presence of non-stationary noise, an excitable FitzHugh-Nagumo (FN) system is subjected to stochastic forcing both in the absence and in the presence of sub-threshold signals. This non-stationarity of noise is mimicked by varying the noise sequence (seed) for each amplitude of the superimposed noise while preserving their statistical properties. Our numerical computations indicate that noise induced resonances for this non-stationarity stochastic forcing become less conclusive for complex subthreshold signals.<hr/>Para confirmar la aparición de resonancias en la presencia de ruido no estacionario, utilizamos un sistema tipo FitzHugh-Nagumo (FN) sujeto a fuerzas estocásticas tanto en ausencia, así como en presencia de señales subumbrales. Simulamos el carácter no estacionaro del ruido variando las secuencias del ruido (semillas) para cada amplitud de ruido superpuesto, manteniendo sus propiedades estadísticas. Nuestros resultados numéricos indican que el ruido para este forzamiento estocástico no estacionario se vuelve menos contundente conforme aumenta la complejidad de las señales subumbrales. <![CDATA[<b>Láser de fibra con emisión dual seleccionable usando rejillas de bragg de fibra y fibra dopada con erbio</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2009000100010&lng=en&nrm=iso&tlng=en Un laser de fibra con emisión de longitud de onda dual seleccionable es propuesto y demostrado experimentalmente basado en rejillas de Bragg de fibra usando una cavidad lineal, ajustando el traslape de las rejillas de Bragg y el ancho de banda homogéneo de línea de ganancia de la fibra dopada con erbio (EDF, Erbium-doped fiber). La sola o dual longitud de onda es obtenida igualando la longitud de onda de las rejillas de Bragg.<hr/>A switchable dual wavelength fiber laser is proposed and experimentally demonstrated based on fiber Bragg gratings by using a linear cavity, adjusting the overlap on the Bragg gratings and the homogéneous gain broadening of the erbium doped fiber (EDF). The single or dual lasing wavelength can be also obtained by matching the wavelength of the Bragg gratings.