VI ESCUELA DE VERANO (2018)

La VI Escuela de Verano se celebró del 9 al 13 de julio de 2018 en la Facultad de Física de la Universitat de València (Campus de Burjassot), contando con 110 asistentes apuntados.

ORGANIZACIÓN

Contacto en la Facultad de Física de la UV
Enric Valor (UV, Secretario de la Facultat de Física)
José Bordes (UV, Catedrático y Coordinador de Intercambio)
Adolfo de Azcárraga (UV, Catedrático Emérito; RSEF, presidente)

Con apoyo económico de la Facultad de Física de la UV y ayuda a la difusión nacional desde la RSEF:

ACTIVIDADES

A continuación se muestra una lista de las actividades de la escuela. Más abajo está la información completa de todas, a la que dirige hacer click en una una concreta. La distribución de las actividades a lo largo de la semana figura en el horario.

Cursos
Geometría y Física
Introducción a la Teoría de Categorías
Introducción a la Edición de Textos con LaTeX
Introducción a la Electrodinámica y los Fenómenos de Radiación
Introducción a los Solitones
Introducción a la Dinámica No Lineal
Introducción al Modelo Estándar y a los Diagramas de Feynman
Breve Introducción a las Ecuaciones Funcionales
El Principio Variacional en Mecánica Clásica y Teoría Clásica de Campos
De Imanes, Hadrones y Otras Vacas Esféricas
Geometría Simpléctica en Mecánica Clásica
Diferentes Infinitos
Información y Computación Cuánticas

Charlas
Midiendo las Arrugas del Espacio-Tiempo: la Astronomía de Ondas Gravitatorias
Telescopios de Neutrinos
Los Límites de la Relatividad
¿Termodinámica Relativista?
Demostraciones sin Palabras... o Casi
El Resurgir de la Mecánica Clásica, Mecánica Topológica y Metamateriales
Técnicas Experimentales en Física de Altas Presiones. Estudio de los compuestos RVO4
Crecimiento Cristalino de Semiconductores II-VI
Investigación en Materia Condensada: Aproximaciones Teóricas al Estudio de la Interacción Luz-Materia
Visualización de Operaciones Algebraicas y Geométricas
La Física de Partículas: una Historia para ser Contada
Física en Pantalones Vaqueros
BitPhy y sobre Cómo Hacer una Empresa de Alta Tecnología

Otras sesiones en el aula
Apertura y Presentación de la Escuela de Verano
Promoción de Programas Erasmus y Mesas Redondas de Debate

Actividades sociales
Debate sobre Ciencia y Sociedad
Excursión a la Playa de la Malvarrosa
Merienda en la Horchatería Daniel
Cena de la Escuela y Festejo Nocturno

CURSOS

Geometría y Física [Apuntes]
Carlos Zapata (University of Edinburgh, doctorando)
En este curso exploraremos la íntima conexión entre las estructuras algebraicas y geométricas que estudia la matemática moderna (variedades, grupos y álgebras de Lie, métricas, corchetes de Poisson…) y conceptos fundamentales en física (mecánica clásica, simetría, relatividad, dinámica…). Introduciremos todas las nociones matemáticas de forma elemental, únicamente asumiendo familiaridad con álgebra lineal y cálculo, para posteriormente aplicarlas en teorías y ejemplos concretos de física. Para seguir adecuadamente el curso se aconseja haber cursado primer año del grado en Física o del Grado en Matemáticas.

Introducción a la Teoría de Categorías [Apuntes de Tom Leinster]
Carlos Zapata (University of Edinburgh, doctorando)
La teoría de categorías es una disciplina matemática recientemente desarrollada y con su origen en la rama del álgebra abstracta. No obstante, hoy en día se estudia como un formalismo que permite hablar de las matemáticas de forma universal, pudiendo establecer conexiones entre ramas aparentemente dispares de la matemática como teoría de grupos y topología. Este hecho la convierte en una herramienta conceptual muy potente para tener una perspectiva de pájaro del cuerpo entero del conocimiento matemático y, por tanto, con profundas implicaciones en los fundamentos de las teorías físicas. En este curso presentaremos las ideas básicas de este lenguaje de forma muy elemental e introductoria, esperando que cualquier persona, incluso sin conocimientos matemáticos propios de grados universitarios, pueda seguir el curso.

Introducción a la Edición de Textos con LaTeX [Apuntes, actividades y templates]
Antonio Sánchez (UV, máster en Física) y Juan José Péris (UV, máster en Física)
Como ya es tradición, un año más os ofrecemos un curso de introducción a la edición de textos con LaTeX, el compilador de textos por excelencia en los ámbitos de la física y las matemáticas. El curso se dividirá en dos sesiones de carácter dinámico y práctico. La primera de ellas especialmente dirigida a estudiantes sin conocimientos previos de LaTeX, a quienes, al final de la misma, se les proporcionará un documento plantilla para futuras memorias de laboratorio, trabajos final de grado o lo que deseen. La segunda sesión tratará aspectos avanzados de LaTeX para aquellos usuarios que quieran profundizar. Veremos cómo programar cosas en LaTeX a través de bucles, y se realizarán actividades para ilustrar su utilidad. Para participar activamente en el curso se aconseja disponer de un ordenador portátil.

Introducción a la Electrodinámica y los Fenómenos de Radiación [Apuntes]
Jaime Redondo (UCM, Doble Grado en Matemáticas y Física)
La electrodinámica es fundamental a la hora de entender la naturaleza, y es la teoría que subyace detrás de gran parte de la física del siglo XX. Con las herramientas que proporciona se pueden estudiar sistemas prácticos, como antenas que emiten ondas de radio o guías de ondas, o sistemas más fundamentales tales como la estructura de un electrón. En este curso, se empezará revisando los conceptos básicos de la relatividad especial (tiempo retardado, transformaciones Lorentz), que es la teoría que rige fundamentalmente la electrodinámica clásica. Con esas ideas en mente, se discutirá la naturaleza relativista de las ecuaciones de Maxwell, y se introducirá a través de distintos ejemplos las bases de la teoría electrodinámica, así como el cálculo de campos electromagnéticos creados por fuentes en movimiento. Finalmente, se analizará el problema de la radiación, concretando en la radiación de cargas uniformemente aceleradas, con el fin de reunir todos los conceptos previos para estudiar este sistema con detalle. Para seguir adecuadamente el curso se aconseja haber cursado primer año del Grado en Física.

Introducción a los Solitones
Alberto Balseyro (USAL, doctorando)
Los solitones son ondas localizadas que se propagan sin perder la forma. En este curso se estudiarán algunos ejemplos, desde ondas en un canal hasta soluciones en teorías de campos. Para seguir adecuadamente el curso se aconseja haber cursado primer año del Grado en Física o del Grado en Matemáticas.

Introducción a la Dinámica No Lineal [Apuntes]
César García (UCM, Grado en Física)
Ya desde los tiempos de Newton se instauró la idea de representar las leyes físicas en forma de ecuaciones diferenciales de movimiento. Dichas ecuaciones pueden tomar formas de lo más variopintas, y aunque en algunos casos es posible demostrar, bajo ciertas condiciones, la existencia de sus soluciones, en numerosas ocasiones la solución se vuelve infinitamente compleja. En este curso se pretende dar una visión sencilla de la inmensa riqueza de las ecuaciones de la dinámica no lineal, y cómo su estudio puede llevar a lugares tan fascinantes como los fractales o la teoría del caos. Conceptos como espacio de fases, puntos fijos, atractores, bifurcaciones... se volverán nuestro vocabulario básico en función de los cuales podremos describir una gran variedad de sistemas pertenecientes a ámbitos como la Física, la Química o la Biología.

Introducción al Modelo Estándar y a los Diagramas de Feynman
Jorge Romero (UV, Grado en Física)
Una introducción básica al modelo científico que mejor describe las partículas y fuerzas fundamentales del universo, y a los sencillos pero potentes diagramas con los que se pueden representar las fuerzas de forma intuitiva.

Breve Introducción a las Ecuaciones Funcionales [Apuntes]
Oscar Roldán (UV, doctorando)
Las ecuaciones funcionales son ecuaciones donde lo que se quiere encontrar, la incógnita, no es un valor numérico, sino una función que cumpla ciertas propiedades. Se trata de una parte de las matemáticas que no se estudia ni en el grado ni en el máster, pero considero que es interesante que la gente lo vea. ya sea por el mero hecho de aprender algo nuevo, o con el objetivo de aplicarlo. Uno de los ámbitos donde es frecuente encontrarse con ecuaciones de este tipo es en las competiciones y olimpiadas matemáticas (en especial, la Olimpiada Matemática Española, OME, para alumnos de bachillerato). En este curso veremos una breve introducción a las ecuaciones funcionales, qué son y cómo plantearlas. Además, veremos una serie de técnicas que pueden sernos útiles a la hora de resolverlas, así como varios ejemplos. Este curso está dirigido a toda aquella persona que quiera realizarlo, ya sea de instituto, de grado, o superior.

El Principio Variacional en Mecánica Clásica y Teoría Clásica de Campos [Apuntes]
Gabriel Larios (University of Cambridge, máster en Matemáticas)
La Naturaleza es vaga. Este principio, más formalmente conocido como principio de mínima acción, permite describir de forma extremadamente compacta y elegante el comportamiento (clásico) del sistema, descrito por sus ecuaciones de movimiento. En este curso mostraremos cómo obtener estas ecuaciones (principalmente, las leyes de Newton, las de Maxwell y la ecuación de Klein-Gordon) en el formalismo lagrangiano, así como la motivación del principio desde la perspectiva de la teoría cuántica de campos. Para seguir adecuadamente el curso se aconseja haber cursado primer año del Grado en Física o del Grado en Matemáticas. .

De Imanes, Hadrones y Otras Vacas Esféricas
Gabriel Larios (University of Cambridge, máster en Matemáticas)
¿Qué tienen en común los imanes y las gotas de vapor? ¿Y cuál es la relación entre la carga del electrón y el hecho de que la teoría de la relatividad de Einstein no describa la gravedad en las escalas más pequeñas? En este cursillo abordaremos tanto desde la perspectiva de la física de altas energías como de la materia condensada las ideas detrás del grupo de renormalización, que ayudan a responder estas preguntas. En el camino entenderemos la relevancia del papel que tienen las simetrías en este juego y encontraremos conceptos tan ubicuos en la física teórica actual como el de universalidad, effective field theories o conformal field theory. Para seguir adecuadamente el curso se aconseja asistir al curso "El principio Variacional en Mecánica Clásica y Teoría Clásica de Campos".

Geometría Simpléctica en Mecánica Clásica [Apuntes]
Guillermo Gallego (UCM, graduado en Física y Matemáticas)
Formulación de la mecánica clásica en variedades. Pasamos del formalismo newtoniano a la formulación en geometría simpléctica, pasando por el formalismo lagrangiano. Lo apoyaremos de un ejemplo concreto para que se entienda mejor, construyendo el espacio de configuración en una variedad riemanniana y a partir de éste el espacio de fases en su fibrado tangente, introduciendo así un primer ejemplo de variedad simpléctica. Fundamentos de geometría simpléctica. En esta clase introduciremos los conceptos básicos de la geometría simpléctica: el teorema de Darboux, campos simplécticos y hamiltonianos y el corchete de Poisson. Veremos como todos los conceptos de mecánica hamiltoniana aparecen de forma natural en el contexto simpléctico. Para terminar, introduciremos el teorema de Noether en su versión simpléctica y veremos algún ejemplo concreto. Teorema de Arnold-Liouville. En esta clase demostraremos el teorema de Arnold-Liouville y construiremos las variables de acción-ángulo para sistemas generales. Después, nos centraremos en el caso de los osciladores armónicos e introduciremos las nociones de movimiento condicionalmente periódico. Para seguir adecuadamente el curso se aconseja haber cursado primer año del Grado en Física o del Grado en Matemáticas y asistir al curso "Geometría y Física".

Diferentes Infinitos [Diapositivas, apuntes 1 , 2 y 3 ]
Miguel Camarasa (UV, Grado en Matemáticas)
Se hará una breve introducción de lo que es teoría de conjuntos para después pasar a definir los naturales, enteros, racionales y reales. Asimismo se hablará de la relación de los cardinales (tamaño) de estos conjuntos y sobre el problema del continuo.

Información y Computación Cuánticas
Martín de la Rosa (UCO, graduado en Física) y Gerardo García (UCM, graduado en Física)
A priori, parece extraño que una teoría esencialmente probabilística como la mecánica cuántica pueda ser usada para construir un ordenador. En este breve curso intentaremos aclarar esta aparente contradicción a través de la ilustración de algunos protocolos y algoritmos cuánticos que hagan transparentes las posibles ventajas de los ordenadores cuánticos frente a los clásicos. Asimismo, exploraremos una implementación particular conocida como computación cuántica topológica, cuya mayor ventaja es su robustez frente a la decoherencia cuántica. Para ello, discutiremos con algo de detalle las bases matemáticas de dicha teoría (de manera didáctica y fácil de seguir), así como las extrañas propiedades de los denominados 'aniones' (cuasipartículas que no son ni fermiones ni bosones) y la posibilidad de construir ordenadores cuánticos a partir de los mismos. Para seguir adecuadamente el curso se aconseja haber cursado primer año del Grado en Física o del Grado en Matemáticas.

CHARLAS

Midiendo las Arrugas del Espacio-Tiempo: la Astronomía de Ondas Gravitatorias
Alejandro Torres (UV, investigador)
Con la primera detección de ondas gravitatorias se abrió todo un nuevo campo de observación del universo. Tras las primeras detecciones, los observatorios interferométricos de ondas gravitatorias LIGO y Virgo entraron en una fase de actualización que culminó con la primera detección de la fusión de dos estrellas de neutrones. En esta detección participaron por primera vez de forma conjunta tanto observatorios ópticos (en toda la banda del espectro electromagnético) como los observatorios de ondas gravitatorias. Nace así la llamada astronomía de multimensajeros. En esta charla se resumirán los aspectos teóricos, experimentales y de análisis de datos que implica la astronomía de ondas gravitatorias.

Telescopios de Neutrinos
Juande Zornoza (IFIC-CSIC, investigador; UV, profesor)
Los telescopios de neutrinos se han convertido en una gran herramienta para observar el universo. Los neutrinos solo interaccionan débilmente, lo que permite estudiar estudiar fuentes muy lejanas a altas energías, algo no accesible con la luz. Con detectores como IceCube, ANTARES o KM3NeT podremos estudiar el origen de los rayos cósmicos, buscar materia oscura o medir propiedades de los neutrinos, entre otras cosas.

Los Límites de la Relatividad [Diapositivas]
Jaime Redondo (UCM, Doble Grado en Matemáticas y Física)
Es un resultado conocido que las cargas que están acelerando emiten energía en forma de radiación electromagnética. Esta radiación provoca un efecto sobre la carga que la está emitiendo, que se conoce como "autofuerza". Sin embargo, ocurre que para una carga con aceleración constante la autofuerza se anula, aunque sigue emitiendo radiación. Este problema, desde que fue planteado por Lorentz a principios del siglo XX, ha generado mucha discusión y sigue sin tener una comprensión clara. Además, actualmente se puede relacionar con otros fenómenos radiativos, como el efecto Unruh, este ya de naturaleza cuántica. En esta charla se pretende describir los diferentes resultados y (aparentes) paradojas que aparecen en relación a este problema, al igual que ilustrar los límites que la teoría de la relatividad impone a la hora de estudiar sistemas físicos en interacción.

¿Termodinámica Relativista? [Diapositivas]
César García (UCM, Grado en Física)
La relatividad es una de esas disciplinas que tienden a enseñarse "por fascículos". En la mayoría de programas educativos, lo primero es descubrir las implicaciones de la relatividad especial en el movimiento (mecánica) de los objetos, y un tiempo después aplicar sus principios para dar una descripción relativista del electromagnetismo. Finalmente, tras un arduo trabajo en geometría diferencial, se presenta la relatividad general y, si después de eso aún quedan neuronas activas en el cerebro, se engloba todo en el inmenso marco de la cosmología. Pero en este proceso nos hemos dejado por el camino la otra materia básica en todo programa de estudios de física: la termodinámica. En esta charla, trataremos de responder a algunas de las preguntas que rodean a la "termodinámica relativista", una disciplina que levanta mucha controversia desde su fundación, incluso en lo referente a si es posible su propia existencia.

Demostraciones sin Palabras... o Casi
Óscar Roldán (UV, doctorando)
En esta charla pretendo hacer unas cuantas demostraciones matemáticas usando construcciones geométricas sencillas y cosas del estilo, sin necesidad de complicados formalismos. El objetivo de la charla es entretener a la gente, pasar un rato agradable viendo una parte de las matemáticas que, aunque no es convencional o formal, sí es bonita.

El Resurgir de la Mecánica Clásica, Mecánica Topológica y Metamateriales [Diapositivas]
Natalia Lera (UAM, doctoranda)
Podríamos decir que poca gente entra en la carrera de Física para estudiar mecánica y ondas. Ciertamente parece un tema bien entendido para entrar hasta en el temario de bachillerato. Sin embargo, esconde algo. El auge de los aislantes topológicos ha revolucionado también la mecánica desde el punto de vista fundamental. En esta charla hablaré de lo que son los metamateriales, la topología y cómo la mecánica de masas y muelles es tema de investigación actual.

Técnicas Experimentales en Física de Altas Presiones. Estudio de los compuestos RVO4
Tomás Marqueño (UV, doctorando)
Introducción a las técnicas que se usan en la investigación en física de altas presiones.

Crecimiento Cristalino de Semiconductores II-VI
Adelaida Huerta i Barberà (UV, doctoranda)
Dentro del marco de la física de materiales, en esta charla se brindará una descripción general introductoria sobre el crecimiento de capas delgadas de óxidos semiconductores mediante la técnica MOCVD. Focalizaremos sobre el proceso de optimización de las capas, que es posible combinando el proceso MOCVD con las caracterizaciones morfológicas (microscopía electrónica) y estructurales (difracción de rayos-X), puntos clave de cara a la mejora tecnológica en las aplicaciones que se derivan en este sentido.

Investigación en Materia Condensada: Aproximaciones Teóricas al Estudio de la Interacción Luz-Materia
Álvaro Cuartero (UAM, doctorando)
En esta charla de treinta minutos se abordará de forma introductoria el actual estado de la investigación en torno a los temas de materia condensada relacionados con la interacción electromagnética. Las propiedades emergentes de la materia a escala macroscópica pueden ser descritas a partir de las interacciones fundamentales entre los constituyentes, pero, normalmente, los problemas adquieren dimensiones intratables desde los puntos de vista analítico y numérico. Estos problemas han suscitado numerosos puntos de vista en busca de métodos matemáticos que permitan su resolución y, por ende, su comprensión.

Visualización de Operaciones Algebraicas y Geométricas
Vicent Roig (UV, Grado en Física) y Julián Miranzo (UV, Grado en Física)
Muchas son las veces en las que vemos las matemáticas sin verlas, las entendemos sin entenderlas y las estudiamos sin llegar a conocerlas. Con este curso haremos que esta tarea pendiente se complete y ya no solo sepamos aprender las recetas matemáticas para realizar ejercicios, sino que también sepamos qué es lo que estamos haciendo. Así, queremos ayudar a crear una imagen mental de lo que ocurre en nuestros cálculos, observando ejemplos y animaciones sobre cómo actúan algunas entidades matemáticas como las rotaciones, traslaciones o aplicaciones lineales y cuáles son sus utilidades prácticas.

La Física de Partículas: una Historia para ser Contada
Antonio Sánchez (UV, máster en Física)
La ciencia, como cualquier otra actividad humana, está llena de historias que no son siempre conocidas ni siquiera por aquellos que hoy investigan en disciplinas que otros antes iniciaron. Los orígenes de la física de partículas son parte de la historia de la física del siglo pasado y fueron muchos los avances teóricos y experimentales que se sucedieron, especialmente en la segunda mitad de siglo. Si queréis conocer a los protagonistas de esta historia y descubrir capítulos y facetas curiosas de sus vidas estáis más que invitados.

Física en Pantalones Vaqueros
Roberto Pedrós (UV, profesor)
A un compañero mío un día le preguntó su madre: "Hijo, tú que estudias Física, a ver si puedes arreglar la lavadora". Con este punto de partida, la charla pretende: 1) explicar qué pretende la física en realidad, 2) recorrer alguno de los experimentos (que se harán en la propia aula) clave para la historia de la ciencia en ramas como radioactividad, óptica, termodinámica, ondas o electricidad, y 3) responder a por qué los físicos no sabemos arreglar lavadoras.

BitPhy y sobre Cómo Hacer una Empresa de Alta Tecnología [Proyecto en GitHub]
Sergi Ortiz (startup BitPhy, graduado en Física)
BitPhy es un proyecto de alta tecnología basado en machine learning y microservicios para el IoT incubado y desarrollado en Barcelona. Durante esta charla se pretende compartir el proyecto así como las dificultades para un científico a la hora de desarrollar una empresa de alta tecnología, tanto desde el punto de vista de falta de conocimiento en áreas de negocio como desde el punto de vista de una sociedad poco acostumbrada a desarrollos de alta tecnología que no dan un beneficio inmediato.

OTRAS SESIONES EN EL AULA

Apertura y Presentación de la Escuela de Verano
Al comienzo de la escuela se tendrá una breve ceremonia de apertura seguida de indicaciones sobre como será la logística a lo largo de la semana. También aprovecharemos para presentar la SEMF y abriremos el turno de palabra para que los asistentes planteen dudas o comentarios.

Promoción de programas Erasmus y Mesas Redondas de Debate
La mayoría de los miembros de la SEMF que actualmente organizan eventos (como la propia escuela) se beneficiaron en su momento del programa Erasmus. Se tendrá una sesión en la que estudiantes de intercambio, presentes, pasados y futuros, hablarán de sus experiencias y de las ventajas de viajar a los múltiples destinos ofrecidos en la Facultat de Física. Tras una serie de mesas redondas en las que se debatirán estos aspectos, se elaborará un informe con sugerencias para la mejora del programa.

ACTIVIDADES SOCIALES

Debate sobre Ciencia y Sociedad
Tras las charlas vespertinas nos trasladaremos a la amplia terraza de una cafetería cercana para tener una discusión distendida sobre el papel que le otorgamos a nuestra actividad académica, presente o futura, de investigación o docente, en la sociedad actual y cuales son los retos y dificultadas que se nos plantean.

Excursión a la Playa de la Malvarosa
Tras las charlas vespertinas nos desplazaremos en tranvía (conexión directa) a la playa más icónica de Valencia para pasar una tarde disfrutando del Mediterráneo.

Merienda en la Horchatería Daniel
Tras las charlas vespertinas nos desplazaremos en metro a la localidad de Alboraya, donde se produce la mayor parte de la horchata que se consume a lo largo de cada temporada. Allí visitaremos una de las horchaterías de mayor renombre para tomar la merienda.

Cena de la Escuela y Festejo Nocturno
Como evento de cierre y despedida tras una semana de trabajo, reservaremos una cena de grupo a un precio razonable para todos los interesados la noche del viernes en algún restaurante del centro de Valencia, dejando abierta la posibilidad de seguir celebrando todo el conocimiento adquirido durante la escuela hasta altas horas de la madrugada.