Universitat de les Illes Balears
Connecting Science,
Understanding Complexity
Novetats i Esdeveniments
Línies d'Investigació
- Sistemes Complexos. Física Estadística i No lineal
Els Sistemes Complexos, un paradigma central a l’IFISC, es caracteritzen pels fenòmens emergents i col·lectius de molts elements en interacció. Una comprensió bàsica d’aquest sistemes arriba des de la Física Estadística, junt amb la Teoria dels Sistemes Dinàmics, incloent-hi l’estudi del caos i l’efecte de fluctuacions i fenòmens aleatoris. Fenòmens genèrics en estudi inclouen sincronització, transicions de fase, inestabilitats de no equilibri, formació d’estructures espacio-temporals, o la dinàmica i evolució de xarxes complexes.
- Transport i informació en sistemes quàntics
Els sistemes molt petits (nanociència) i la interacció entre llum i matèria (òptica quàntica) comparteixen el mateix marc de la física quàntica. Aquests temes són rellevants tan en recerca bàsica com des del punt de vista de les noves tecnologies, com poden ser els dispositius quàntics i la computació quàntica. Més concretament, la possibilitat de superar les limitacions imposades per la física clàssica obre les portes a noves maneres de manipular la informació (informació quàntica).
La recerca a l'IFISC es centra en l'estudi teòric de diversos aspectes en aquests temes. El transport de càrrega i spin (nanoelectrònica i spintrònica) s'estudien en nanoestructures basades en semiconductors, com per exemple els punts i fils quàntics. La possibilitat de controlar les propietats fotòniques, com són les correlacions quàntiques i l'entrellaçament en feixos de llum, s'estudien en dispositius òptics no lineals, àtoms freds i làsers. Les propietats generals compartides entre tots aquests sistemes s'estudien en el marc de la informació quàntica, amb especial interès en la identificació d'estats entrellaçats, la caracterització del seu grau d'entrellaçament, així com la seva creació i evolució dinàmica.
IFISC-OSA student chapter iniciat a Març de 2009 - Fotònica no lineal
El tema general d'aquesta línia és l'estudi de la interacció no-lineal entre llum i matèria amb vista a la seva aplicació en tecnologies fotónicas emergents. Estudiem sistemes emissors (làsers, principalment de semiconductor) així com sistemes amb injecció òptica (amplificadors òptics de semiconductor, medis Kerr, oscil·ladors paramètrics). La major part de la investigació realitzada en aquesta línia pot classificar-se en dues categories complementàries: l'estudi de l'evolució temporal (dinàmica) i la generació de distribucions no homogènies de llum (formació d'estructures espacials).
Dinàmica de làsers i amplificadors òptics de semiconductor. Inclou aspectes com variacions temporals en les característiques del feix i efectes no lineals en els làsers d'emissió lateral així com els mecanismes de selecció, desestabilització i commutació de l'estat de polarització en làsers de cavitat verticals, amb la perspectiva de possibles aplicacions en tecnologies de comunicació i informació. Un dels temes d'investigació se centra en la utilització de làsers caòtics per a augmentar la seguretat en comunicacions òptiques, estudiant la dinàmica caòtica de làsers amb realimentación òptica o electròptica i la sincronització de làsers caòtics.
Formació d'estructures espacials i la seva dinàmica en cavitats òptiques amb medis no lineals (Kerr, oscil·ladors òptics paramètrics, generació de segon harmònic). Les implicacions d'aquests estudis s'estenen des d'aspectes fonamentals com l'existència d’efectes macroscópicos de les fluctuacions quàntiques, a potencials usos pel tractament òptic d'informació i imatges. Les estructures localitzades (solitons) que apareixen en el plà transversal en aquests dispositius, així com en lasers de semiconductor, tenen un ús potencial en memòries reconfigurables, registres de desplaçament o convertidors sèrie-paral·lel. A més, la possibilitat d'usar cavitats òptiques no lineals per al processat totalment òptic d'imatges (magnificació del contrast, reconeixement de contorns) també és estudiada.
IFISC-OSA student chapter iniciat a Març de 2009 - Dinàmica no lineal en fluids
El flux de fluids és un procés natural que apareix en una gran diversitat d'escales, des de capil·lars sanguinis fins a borrasques a l'atmosfera. També es dona en contexts d'interès tecnològic, on la seva comprensió és essencial en el disseny d'aeronaus, o la fabricació de materials, per exemple.
Els nostres estudis es concentren en dues direccions de recerca: Per una banda analitzem fenòmens bàsics en el flux de fluids, com ara processos d'agitació i mescla, reaccions químiques i biològiques, inestabilitats, formació d'estructures, moviment de traçadors no ideals, etc. El punt de vista de l'advecció caòtica resulta convenient en aquest temes, i fem servir de manera intensiva mètodes de Lyapunov. Per una altra banda apliquem els conceptes i mètodes anteriors a contexts geofísics, en particular a dinàmica oceànica: models de transport, inhomogeneitat de plàncton, estructures coherents lagrangianes, etc. Simulació numèrica i sensors en satèl·lits són les principals fonts de dades que fem servir.
- Biocomplexitat
Els objectius fonamentals d'aquesta línia es centren en l'estudi de sistemes biològics destacant aquells que, analitzats baix l'òptica de la moderna Biologia de Sistemes, es caracteritzen per presentar un comportament complexe fruit de llurs interaccions entre els elements que el formen.
Entre aquests s'inclouen: la dinàmica de sistemes neuronals, amb especial èmfasi en els processos de sincronització i renou; el transport i adsorció de medicaments; la dinàmica de problacions; xarxes filogenètiques i la dinàmica d'ecosistemes incloent-hi aspectes relatius al creixement, efectes espaials i processos d'aggregació amb aplicacions a plantes clonals i sabanes.
Aquests problemes son analitzats mitjançant tècniques pròpies de la física estadística i no lineal, en particular, l'ús de xarxes complexes, simulacions de processos estocàstics i models dinàmics de sistemes no lineals com els que presenten acoplament amb retard.
Els Sistemes Complexos, un paradigma central a l’IFISC, es caracteritzen pels fenòmens emergents i col·lectius de molts elements en interacció. Una comprensió bàsica d’aquest sistemes arriba des de la Física Estadística, junt amb la Teoria dels Sistemes Dinàmics, incloent-hi l’estudi del caos i l’efecte de fluctuacions i fenòmens aleatoris. Fenòmens genèrics en estudi inclouen sincronització, transicions de fase, inestabilitats de no equilibri, formació d’estructures espacio-temporals, o la dinàmica i evolució de xarxes complexes.
Unitat de Serveis de Computació
La Unitat de Serveis de Computació s'encarrega de gestionar els recursos computacionals de l'IFISC. Nuredduna és el nostre principal cluster de càlcul.
