Investigadora USM es primera en el mundo en comprobar fenómeno de superconductividad interdimensional

La Dra. Carolina Parra lideró a investigadores de la Universidad de Stanford en la observación de la superconductividad bidimensional en superconductores 3D.

A través de un experimento desarrollado en Estados Unidos, un equipo de científicos liderado por la Dra. Carolina Parra, investigadora joven del Departamento de Física de la Universidad Técnica Federico Santa María, hizo historia a nivel mundial al comprobar que el fenómeno de la “superconductividad interdimensional”, descrito hasta el momento solo en teoría, puede observarse en un tipo de material superconductor basado en bario, plomo, bismuto y oxígeno (BaPbBiO o BPBO).

El objetivo de este proyecto, realizado por la Dra. Parra en el Laboratorio de Manipulación Atómica de la Universidad de Stanford, junto a investigadores de dicha institución, era entender, a nivel de comportamiento electrónico, la superconductividad en un material que había presentado ciertas anomalías electrónicas que no se entendían completamente, y que sugerían algún tipo de interdimensionalidad de su estado superconductor.

“BPBO tiene una simetría tal que no hay caminos preferenciales en que los electrones superconductores en el material sientan la preferencia de moverse, por tanto deberían expresar su estado superconductor en tres dimensiones. Sin embargo, lo fascinante en este sistema es que cuando a los electrones se les da el poder de superconducir, escogen hacerlo en un mundo bidimensional (2D)”, explica la investigadora USM.

“Por mucho tiempo la comunidad científica ha intentado generar este tipo de superconductividad para poder conducir en dos dimensiones corriente eléctrica sin resistencia ni pérdida de energía. Sin embargo, la forma en que lo han hecho es creciendo láminas muy delgadas o generando interfases las que requieren de equipamientos muy sofisticados y técnicas costosas. En nuestro caso encontramos este estado 2D que emerge en un material 3D crecido en forma muy sencilla. Nuestras mediciones son las primeras que confirman este tipo de superconductividad 2D en un material 3D”, agrega.

Esta iniciativa, publicada en la revista PNAS bajo el nombre Signatures of two-dimensional superconductivity emerging within a three-dimensional host superconductor, surgió a partir del postdoctorado que realizó la investigadora en el Departamento de Física Aplicada de la universidad norteamericana, específicamente en el Laboratorio de Manipulación Atómica. Allí se entrenó en el uso de la llamada microscopía de barrido túnel de bajas temperaturas (LT-STM), que permite estudiar el comportamiento de los electrones en los materiales o moléculas, con resolución atómica.

Impacto del proyecto

En la misma línea de investigación, el año pasado la Dra. Parra se adjudicó, con el apoyo de la USM, un proyecto Fondequip que permitirá a la Casa de Estudios adquirir un equipo LT-STM muy similar al utilizado en Stanford. “Este será el primero en Sudamérica y su postulación fue apoyada por centros de investigación y universidades de Argentina, Perú, Brasil, Colombia, Costa Rica y Estados Unidos, además de investigadores chilenos de distintas disciplinas e instituciones, quienes entendieron el poder de esta técnica para estudiar el comportamiento electrónico de los sistemas que ellos estudian, desde nanomateriales y materiales cuánticos hasta biomoléculas”, explica.

“Una de las fortalezas que tiene el equipamiento es poder contribuir a la colaboración entre la amplia comunidad de científicos y científicas teóricos, que tienen las capacidades de modelar el comportamiento electrónico de materiales, y los científicos y científicas experimentales en Chile, que ahora podrán medir ese comportamiento, tal como ocurrió en este caso de la superconductividad interdimensional”, añade.

La investigadora explica que, con dicho equipo en la USM, junto a las capacidades de síntesis de nanomateriales y materiales cuánticos que posee el laboratorio de Nanobiomateriales de la Institución, “sin duda podremos continuar esta investigación e iniciar otras más, ahora teniendo las herramientas para ir a la par con centros internacionales. De esta forma la USM se posicionará como un polo interdisciplinario de desarrollo científico teórico-experimental en materiales de baja dimensión.

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Académico USM participa en evento de observatorio de rayos gamma más grande del mundo

El Dr. Claudio Dib, profesor del Departamento de Física, formó parte de la presentación de CTA-Sur, observatorio astronómico de rayos gamma de última generación, que se instalará en nuestro país.

Con el fin de dar a conocer una serie de videos sobre CTA (Cherenkov Telescope Array, en inglés), el observatorio de rayos gamma más grande hasta ahora, y en el contexto del Día de la Astronomía, dicha institución organizó un evento online en español, que contó con la presencia del profesor del Departamento de Física de la Universidad Técnica Federico Santa María, Dr. Claudio Dib, junto al profesor de la Universidad de Chile, Dr. Walter Max-Moerbeck.

El académico es uno de los miembros del consorcio CTA en nuestro país. En la cita también participaron el administrador de la Sede CTA-Sur, Volker Heinz; y la Coordinadora de ESO para CTAO, Lieselotte Jochum.

“Este fue un evento de difusión del nuevo observatorio de rayos gamma que se instalará en el norte de Chile. Es un proyecto que lleva más de 10 años de planificación por científicos a nivel mundial”, explica el profesor Dib, agregando que el fin de estos telescopios es “detectar los rayos gamma de las más altas energías que vienen del Cosmos”.

“Es un gran desafío para observar todo el cielo, y por ello CTAO usará dos conjuntos de telescopios: uno en el hemisferio norte (CTA-Norte) y otro en el hemisferio sur (CTA-Sur). Rayos gamma de más baja energía, que son muy frecuentes, se captan directamente con satélites y sondas espaciales fuera de la atmósfera, pero los de muy alta energía, que son menos frecuentes, sólo se pueden detectar indirectamente desde tierra usando la atmósfera como «material detector»”, agrega el profesor del Departamento de Física.

En el caso de CTA, el académico también señala que “los telescopios detectan la luz que produce la lluvia de partículas subatómicas, que a su vez se produce cuando los rayos gamma chocan con los átomos en las capas altas de la atmósfera. Esta luz se produce por el llamado efecto Cherenkov, que ocurre cuando las partículas se mueven más rápido que la luz en la atmósfera”.

Ciencia de primer nivel en Chile

Para el Dr. Dib estos son pasos que hay que ir dando, desde la primera instalación de telescopios, a la capacitación en observación y posterior construcción de tecnología astronómica en suelo chileno. “El que CTA sea un consorcio a nivel mundial donde además existan miembros chilenos nos pone como colaboradores del proyecto. Ya no solo contamos con el territorio, sino también con las capacidades para competir, negociar y colaborar directamente”.

Respecto a la importancia de este tipo de alianzas y proyectos para la formación de futuros profesionales, el profesor destaca que “habiendo científicos chilenos participando, habrá estudiantes que también harán lo mismo. La cercanía geográfica de este gran instrumento nos da la oportunidad de aumentar la valoración de la exploración científica en el país y así mismo motivar a las nuevas generaciones de jóvenes interesados en ciencia. Si esto sigue avanzando, en el futuro quienes lideren iniciativas de este tipo ya no vendrán necesariamente de afuera sino también de nuestra región, en colaboración con el resto de expertos mundiales”.

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Universidad de Stanford ubica a académicos USM en el 1% y 2% con mayor impacto científico

La institución norteamericana destaca a 13 profesores e investigadores de la universidad pertenecientes a los campos de ingeniería eléctrica y electrónica, física, minería y construcción.

La prestigiosa Universidad de Stanford, Estados Unidos, reconoció a 13 académicos e investigadores de la Universidad Técnica Federico Santa María en su ranking sobre impacto científico, ubicándolos entre el 1% y 2% de académicos con mayor contribución científica en el mundo. En nuestro país, 126 investigadores fueron seleccionados en el ranking, 24 de ellos en áreas de la ingeniería.

El listado se basa en la estandarización de métricas de citación de trabajos científicos, contenidas en las bases de datos disponibles, como una manera de reconocer los aportes de cada investigador y, a la vez, como un criterio para la asignación de recursos de sus investigaciones. En esta oportunidad, el ranking analizó información recopilada desde Scopus entre los años 1996 a mayo del 2020.

La Directora General de Investigación, Innovación y Emprendimiento de la USM, Lorna Guerrero, destacó que “este estudio tiene un alto grado de credibilidad, ya que no considera uno o dos indicadores bibliométricos aislados, sino que se basa en una fórmula compuesta por varios indicadores estandarizados que logran dar una medida más objetiva de la productividad, calidad e impacto de la investigación realizada, dentro de un área específica”.

En la misma línea, agregó que “es muy destacable que la USM tenga alrededor del 50% de los chilenos que están en este ranking en áreas relacionadas con la ingeniería, lo cual valida nuestro liderazgo en I+D a nivel nacional. Muchos de los investigadores que están en este ranking pertenecen a centros de I+D de excelencia de la USM, lo que refleja que este término, ‘de excelencia’, viene avalado por organizaciones internacionales, con datos objetivos”.

En tanto, la Directora de Investigación de la Universidad, Alejandra Urtubia, comentó que este reconocimiento “es el reflejo del impacto de la calidad de investigación que se realiza en nuestro plantel. El hecho de que gran parte de los investigadores destacados sean parte de los centros basales de la universidad debe ser un modelo a seguir y analizar. Nuestros investigadores son de clase mundial, por lo tanto, debemos seguir apoyándolos con políticas y herramientas que faciliten la generación y difusión de conocimiento y así en un futuro cercano, este número puede ser mayor”.

Investigadores de clase mundial

La metodología de este ranking consistió en seleccionar a investigadores con, al menos, cinco publicaciones en revistas de corriente principal, en un universo de casi 7 millones de investigadores de áreas como Arte y Humanidades, Economía y Ciencias Sociales, Ciencias de la Salud y Ciencias Naturales. Entre ellos, fueron considerados 22 campos de especialización, como la ingeniería, con 12 sub-campos del área.

Bajo este análisis, los profesores USM destacados en el tope del 2% de mayor contribución científica en su área según la Universidad de Stanford, son: Samir Kouro, Pablo Lezana, Marcelo Pérez, Jorge Pontt, César Silva, Marcelo Soto y Christian Rojas, del área de ingeniería eléctrica y electrónica, varios de ellos pertenecientes al Centro Avanzado de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, AC3E.

Junto a ellos, los profesores e investigadores Juan Yianatos y Luis Bergh, del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Leonhard Bernold del Departamento de Obras Civiles; Boris Kopeliovich y Gorazd Cvetic, del Departamento de Física; y, Tan Jinggang, del Departamento de Matemática.

Samir Kouro, también director de Innovación y Transferencia Tecnológica de la Institución declaró estar “muy contento por este reconocimiento. Estar en el 1% de mayor impacto en investigación en tu disciplina a nivel global es evidencia de que desde Chile se pueden hacer cosas de clase mundial. Es un reconocimiento que debo dividir entre muchas personas: colaboradores, colegas y alumnos, que lo han hecho posible. La investigación para mí ha sido una historia de equipos de trabajo, me cuesta en ese sentido verlo como un reconocimiento individual”.

Asimismo, el profesor Luis Bergh del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental comentó que “es importante remarcar que estos resultados son muy importantes, considerando las condiciones desfavorables con que se compite con los investigadores de los países desarrollados, donde los recursos para financiar la investigación son al menos 10 veces más que los disponibles en Chile”.

Sobre estos indicadores, Bergh agregó que “es sumamente importante tener índices adecuados para la asignación de recursos. Por ejemplo, ANID asigna recursos usando un ranking de productividad científica que permite una serie de distorsiones al no diferenciar entre autor principal y co-autor, ni considerar el número de co-autores, como tampoco el impacto específico de la publicación en la comunidad. El ranking elaborado por la Universidad de Stanford incluye estos aspectos en forma ponderada, siendo entonces una mejor métrica del impacto que produce la producción científica técnica de un investigador”.

Además el académico Marcelo Pérez, señaló que “se trata de un reconocimiento internacional muy importante, que nos indica que estamos realizando investigación de calidad en el contexto mundial. Además, el que varios investigadores del Departamento de Electrónica estemos en el 1% y 2% en este ranking toma particular relevancia dada la pequeña comunidad de investigadores en ingeniería eléctrica en Chile”, finalizó.

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