This work compiles the results of the analysis of hydrographical data collected in January 2008 over the western sector of the South Scotia Ridge (SSR). The cruise was carried out on board R/V Hespérides in the framework of the Synoptic Antarctic Shelf-Slope Interaction (SASSI) study, one of the core projects endorsed by the International Polar Year. SASSI focused on shelf-slope processes taking place all along the Antarctic continental slope, paying particular attention to the Antarctic Slope Front (ASF) and its associated westward Antarctic Slope Current (ASC). The Spanish contribution to SASSI (framed by the E-SASSI project) focused on the SSR region between the South Shetland Islands and the South Orkney Islands, bounded to the north by the Scotia Sea and to the south by the Weddell Sea. The main objectives of E-SASSI were (1) to quantify the outflow of Weddell Sea waters into the Scotia Sea and to determine how these waters contribute to the modification of the Southern Boundary (SB) of the Antarctic Circumpolar Current (ACC); (2) to determine the role of the Antarctic Slope Front in these processes; and (3) to track the path of the Antarctic Slope Current before diluting into the Scotia Sea. This thesis aims to answer these questions. The sector of the SSR located between the South Shetland Islands and the South Orkney Islands is a region of especial interest. First because the gaps indenting the ridge constitute the first gate for the outflow of relatively shallow, recently ventilated waters from the northwestern Weddell Sea into the Scotia Sea. Second, because of the complexity of the bathymetry: a deep trough (the Hesperides Trough) separates the northern and southern flanks of the ridge and the location and depth of the different gaps indenting the ridge constrain the pathway of the Antarctic Slope Current. A key feature of the E-SASSI cruise with respect to previous studies conducted in the region is the unprecedented high spatial resolution of the hydrographic survey, particularly over the continental slopes. Also the coverage of all the gaps of the northern flank of the ridge was a novelty of E-SASSI. Both features have allowed a better quantification of the water mass transports in the region. The E-SASSI physical data consist mainly of Conductivity-Temperature-Depth (CTD) and ship-mounted Acoustic Doppler Currentmeter Profiler (ADCP) measurements. The presence of narrow jets, the rough topography, the strong tidal currents observed in theregion, and the fact that velocity measurements were available only for the upper 500 meters of the water column, they all handicapped the determination of the barotropic component of the flow. Inverse modeling based on the conservation of volume, heat, and salt over an enclosed region was used to refine the barotropic component of the velocity pattern initially estimated from the adjustment of the baroclinic component of velocity profiles to the ADCP measurements. The regional circulation, including the pathway of the Antarctic Slope Current, was inferred from the joint analysis of CTD profiles and the velocity field inferred from the inverse model. Results from a cross-slope section located in the Weddell Sea side show the well-defined structure of the Antarctic Slope Front before reaching the SSR. At the firsts gaps indenting the southern flank of the SSR the ASC has been observed to break into two branches: an inshore branch following the upper levels of the slope (700m) and an offshore branch extending over the 1600m isobath. At the northern flank the sampling covered all the gaps of the ridge and several cross-slope sections into the Scotia Sea. The inshore branch of the ASC was detected crossing a relatively shallow gap that prevents the outflow of the offshore, deeper branch and acts as a barrier for Weddell Sea Deep Water (WSDW). In spite of the higher velocities of the outflow, this shallow gap is less important in terms of Warm Deep Water (WDW) transport than the deeper Hesperides Passage hosting the outflow of the deeper branch of the ASC. This passage accounts for most of the outflow of Weddell Sea waters into the Scotia Sea and is the only gate of WSDW through the western sector of the SSR. The transports inferred from the inverse model give a net outflow of 7 ± 5 Sv, 2 Sv corresponding to WSDW and most of the other 5 Sv being WDW. In addition to the determination of the circulation pattern we have also analyzed inflow/outflow θS diagrams. They show an overall homogenization of the outflowing waters with respect to the more variable incoming Weddell Sea waters. In the last part of this thesis we show that isopycnal mixing between inshore and offshore water masses taking place within the Hesperides Trough is the main process for the modification of subsurface and intermediate layers. We also describe the role of the ASF in the formation of the most modified WDW observed before reaching the SSR and study the contribution of this water to the modification of the Southern Boundary of the ACC, in the southwestern sector of the Scotia Sea. / Aquest treball reuneix els resultats de l’anàlisi de dades hidrogràfiques preses el gener de 2008 durant una campanya oceanogràfica a la Dorsal d’Escòcia del Sud (Antàrtida). La campanya es va dur a terme a bord del R/V Hespérides en el marc del projecte SASSI (Synoptic Antarctic Shelf-Slope Interaction study), un dels projectes clau de l’Any Polar International. Aquest projecte va tenir com a objectiu l’estudi de processos entre la plataforma i el talús continental antàrtics, amb una especial atenció al Front de Talús Antártic i al seu corrent associat que flueix en sentit oest, el Corrent de Talús Antàrtic. La contribució espanyola a SASSI (el projecte E-SASSI) es va centrar en el sector oest de la Dorsal d’Escòcia del Sud, entre les illes Shetland del Sud i Orcades del Sud, flanquejat al nord pel Mar d’Escòcia i al sud pel Mar de Weddell. Els objectius principals d’E-SASSI eren: (1) quantificar l’exportació d’aigües del Mar de Weddell cap al Mar d’Escòcia i determinar com aquestes aigües contribueixen a la modificació de la Frontera Sud del Corrent Circumpolar Antàrtic; (2) determinar el paper que juga el Front de Talús en tots aquests processos; i (3) traçar el camí que recorr el Corrent de Talús abans de diluir-se en el Mar d’Escòcia. Aquesta tesi tracta de respondre totes aquestes qüestions. El sector oest de la dorsal és d’especial interés. Primer perquè els passos que s’obren al llarg de la dorsal constitueixen la primera porta de sortida cap al Mar d’Escòcia d’aigües relativament poc fondes i recentment ventilades que flueixen al llarg del marge nordoest del Mar de Weddell. Segon, degut a la complexitat de la batimetria: la localització i fondària d’aquests passos, a més de l’existència d’una fossa submarina que separa aquesta banda de la dorsal en un flanc nord i un flanc sud (la Fossa d’Hespèrides), són tots factors que afecten al pas del Corrent de Talús per sobre de la dorsal. Els punts claus de la campanya E-SASSI respecte d’estudis precedents duïts a terme en aquesta regió són, d’una banda, l’elevada resolució espacial del mostreig hidrogràfic, sobretot al talús continental, i d’altra, la cobertura del mostreig, que abastà tots els passos del flanc nord de la dorsal. Ambdós aspectes han estat una aportació fonamental per part d’E-SASSI, per quan han permès una millor quantificació dels transports d’aigües en aquesta regió. El conjunt de dades físiques d’E-SASSI són majoritàriament dades de conductivitat, temperatura i pressió (Conductivity-Temperature-Depth, CTD) i de velocitat (Acoustic Doppler Currentmeter Profiler, ADCP). La presència de corrents prims, lo abrupt de la batimetria, els forts corrents de marea observats a la regió, i el fet de disposar de mesures directes de la velocitat només en els primers 500 metres de la columna d’aigua, tot plegat fa que la determinació del component baròtrop del fluxe sigui complicada. La modelització inversa és una tècnica que es basa en la conservació de volum, calor i sal a una regió de perímetre tancat. Aquest tècnica s’ha emprat per refinar el component baròtrop del patró inicial de velocitat obtingut a partir de l’ajust del component baroclí a dades d’ADCP. La circulació regional, i en particular el traçat del Corrent de Talús, s’ha obtingut a partir de l’anàlisi conjunt de les dades de CTD i del camp de velocitats donat pel model. Quan als resultats, una secció hidrogràfica d’E-SASSI mostra el Front de Talús perfectament estructurat just abans d’arribar al flanc sud de la dorsal. És al primer pas d’aquest flanc on el Corrent de Talús se separa en dues branques: una interior que flueix a la part alta del talús (700m) i una de més externa que segueix la isobata de 1600m. Al flanc nord el mostreig va cobrir tots els passos i diverses seccions que travessen el talús cap a dintre del Mar d’Escòcia. La branca interna del Corrent de Talús es va detectar creuant un pas relativament poc profund, que per altra banda no només evita la sortida de la branca més externa sinó també la de Weddell Sea Deep Water (WSDW). Tot i les intenses velocitats del fluxe de sortida, aquest pas no és tan important com el Pas d’Hespèrides pel que fa a exportació de Warm Deep Water (WDW). Aquest pas no només permet la sortida de la branca externa del Corrent de Talús, sinó que és l’única porta de sortida de WSDW a la banda oest de la Dorsal d’Escòcia del Sud. Els transports obtinguts pel model invers han donat un fluxe net de sortida de 7 ± 5 Sv, dels quals 2 Sv són WSDW i gran part dels 5 Sv restants corresponen a WDW. A més de la determinació de la circulació regional hem comparat les característiques d’entrada i sortida de les aigües a sobre de diagrames θS. L’anàlisi ha mostrat una homogeneïtzació de les aigües del Mar de Weddell quan travessen la dorsal. Hem mostrat que això és degut a processos de mescla isopicna a la Fossa d’Hespèrides pel que fa a la modificació de les capes subsuperficial i intermèdia. També hem descrit al darrer punt de la tesi el paper que juga el Front de Talús en la formació de la forma més modificada de WDW observada abans d’entrar a la dorsal i la seva contribució en la modificació de la Frontera Sud del ACC al sudoest del Mar d’Escòcia.

This research work has been developed in order to contribute to the knowledge of radioactive aerosol characteristics and their behaviour in the atmosphere. The study was carried out in the city of Barcelona. The Instituto de Técnicas Energéticas (INTE) of the Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) has a wide variety of devices for measuring radioactive aerosols. Therefore, a bibliographical study of natural and artificial atmospheric aerosols was developed. New devices were acquired during the couse of this work: a device for the measurement of the dimensional spectrum of radioactive aerosol particles and another for the measurement of dry and wet deposition. The radionuclides analyzed in this work are the following: Rn-222 progeny, Be-7, K-40, Pb-210 and Cs-137. The information obtained by means of these devices has enabled us to develop a statistical analysis, that might be used to take decisions within the framework of environmental radiological surveillance. Correlations between the radioactive aerosols and meteorological parameters were also studied in order to draw conclusions about radioactive aerosol behaviour. These correlations might be useful for developing studies at other locations. The study of the activity median aerodynamic diameter of the radioactive aerosol particles allowed us to estimate the mean residence time and origin of the aerosol particles. The measurements developed with the dry and wet deposition devices provided us with information on the deposition velocities of some radioactive aerosols for the first time in the city of Barcelona. Cs-137 detection was classified according to the possible origin of different air masses reaching Barcelona. Therefore, with such information it was possible to analyze the probability of measuring re-suspended Cs-137 transported by air masses from different regions. Finally, the appendices include the resolution of basic general equations that enable us to calculate the concentrations of radioactive aerosol concentrations in the air for the measurement devices that are available at the INTE. / El trabajo de investigación realizado pretende contribuir al conocimiento de las características de los aerosoles radiactivos, así como a su comportamiento en la atmósfera. El estudio descrito en este trabajo se ha llevado a cabo en la ciudad de Barcelona, donde el Instituto de Técnicas Energéticas (INTE) de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) dispone de una gran variedad de equipos para la medida de los aerosoles radiactivos. Así, se ha realizado un estudio bibliográfico del grupo de aerosoles naturales y artificiales que se pueden encontrar en la atmósfera. La instrumentación mencionada ha sido ampliada durante la realización de la tesis. Concretamente, se ha puesto en marcha un equipo para la medida del espectro dimensional de las partículas que componen el aerosol radiactivo y otro para la medida de la deposición seca y húmeda. El grupo de radionucleidos que ha sido analizado comprende los descendientes de vida corta del Rn-222, Be-7, K-40, Pb-210 y Cs-137. El volúmen de información obtenida mediante estos equipos ha permitido llevar a cabo un análisis estadístico, que puede ser utilizado como soporte para la toma de decisiones en el marco de las redes de vigilancia radiológica ambiental. También se han estudiado las correlaciones de los aerosoles radiactivos con diferentes parámetros meteorológicos, con la finalidad de obtener conclusiones acerca del comportamiento de los aerosoles radiactivos en Barcelona y que, así mismo, puede ser de utilidad para estudios en otras localizaciones. El estudio del crecimiento del tamaño de las partículas del aerosol radiactivo ha permitido estimar el tiempo de residencia de los aerosoles radiactivos. Además, a partir del valor del tiempo de residencia se ha podido obtener información sobre el “envejecimiento” y estimar el origen del aerosol. Las medidas realizadas con el monitor de deposición seca y húmeda han llevado a conocer, por primera vez en la ciudad de Barcelona, la velocidad de deposición de algunos aerosoles radiactivos. Las detecciones de Cs-137 se han clasificado de acuerdo con posibles origenes de masas de aire que alcanzan la ciudad de Barcelona. Así, con dicha información se ha podido analizar la probabilidad de que la masa de aire transporte Cs-137 resuspendido de diferentes regiones. Finalmente, se ha incluido en los anexos de la tesis la solución de las ecuaciones básicas generales que permiten calcular las concentraciones en el aire de los distintos aerosoles radiactivos para cada uno de los equipos de medida existentes en el INTE.

This thesis aims at developing a numerical methodology suitable for the direct numerical simulation (DNS) and large-eddy simulation (LES) of turbulent flows in order to be used in complex flows, currently encountered in industrial application. At the same time, the study of such turbulent flows can be an opportunity for gaining insight into the complex physics associated with them. To accomplish these goals, the mathematical formulation, conservative spatial discretization on unstructured grids and time- integration scheme for solving the Navier-Stokes equations are presented. The spatial discretization proposed preserves the symmetry properties of the continuous differential operator and ensure both, stability and conservation of the global kinetic energy balance on any grid. Furthermore, the time-integration technique proposed is an efficient self-adaptive strategy, based on a one-parameter second-order-explicit scheme, which has been successfully tested on both Cartesian staggered and unstructured collocated codes, leading to CPU cost reductions of up to 2.9 and 4.3, respectively. After presenting the general methodology for computing flows in complex geometries with unstructured grids, different LES models and regularization models suitable for these kind of meshes are presented and assessed by means of the analysis of different flows. First, regularization models are tested by means of the simulation of different cases with different level of complexity of the mesh. From a structured grid to a very complex mesh, with zones composed of prism and tetrahedral control volumes. It has been shown, that regularization models are very dependent on the quality of the filtering process. Although good results can be obtained with structured or smooth unstructuredmeshes, their performance is affected under fully irregular unstructured grids. A possible remedy to circumvent this issue is also presented. The main idea is to formulate the C4 model within a LES template. Although preliminary results are promising, further testing is still required. After regularization model assessment, LES models are also tested in a natural convection flow. It is shown that, although first order statistics are well solved for most of the models tested (with the exception of the Smagorinsky model), QR- and dynamic-Smagorinsky models present a better prediction of the second-order statistics. However, if CPU time is considered, then QR model is the best alternative. The second part of the thesis is devoted to the study of turbulent flows past bluff bodies. The cases studied are: the flow past a sphere, the flow past a circular cylinder and the flow past a NACA 0012 airfoil. All these cases shares some characteristics encountered in turbulent flows with massive separations, i.e., flow separation, transition to turbulence in the separated shear-layers and turbulent wakes with periodic shedding of vortices. However there are intrinsic characteristics of the turbulence in each of them, which make them interesting for the studying of the turbulence. Furthermore, the results presented for the flow past a sphere at Re = 3700 and 10000, together with the flow past a NACA 0012 at Re=50000 and AoA = 8 are the first DNS results presented in the literature for both flows. Conclusions drawn from the good results obtained point out that the use of the conservative formulation presented in this thesis, is one of the keys for the success of the SGS models used. This formulation, together with the use of unstructured grids might be a step towards the use of LES models for solving industrial flows on complex geometries at high Reynolds numbers. / La present tesi proposa una metodologia apte per a realitzar simulacions directes de la turbulència (DNS) i simulacions de les grans escales (LES) de fluxos turbulents en geometries complexes. Tanmateix també s'estudia detalladament els mecanismes bàsics de funcionament dels fluxos turbulents en diferents situacions d'interès industrial i acadèmic. Per acomplir aquest objectiu s'ha desenvolupat una innovadora formulació matemàtica que permet conservar discretament les propietats continues de les equacions governants en malles no estructurades. La formulació proposada preserva la simetries originals dels operadors diferencials, assegurant així l'estabilitat i la conservació de l'energia cinètica turbulent en qualsevol mallat. Posteriorment s'ha proposat una metodologia d'integració temporal basada en una formulació explicita de segon ordre. Aquesta nova tècnica ha demostrat ser entre 2.9 i 4.3 més rapida que les tècniques anteriorment utilitzades per la comunitat. Un cop presentada la formulació per a simular fluxos turbulents en geometries complexes, s'han validat diferents models LES adaptats a malles no estructurades. Els models s'han testejat usant diferents solucions de referencia de la literatura i simulacions d'alt nivell generades en el context de la present tesi. Finalment s'ha conclòs que la conjunció de la formulació bàsica proposada amb alguns del models LES sorgits en els darrers anys es molt efectiva per a simular fluxos turbulents en situacions complexes, essent el Variational Multiscale WALE i el model QR els més adequats per a simular situacions de interes industrial. La segona part de la tesi es dedicada a l'estudi aerodinàmic del flux turbulent al voltant de diferents perfils. El perfils seleccionats son: el flux al voltant d'una esfera, flux al voltant d'un cilindre i flux al voltant d'un perfil NACA 0012. Els tres casos comparteixen fenomenologies com ara separació massiva de capes límits, esteles turbulentes i desprendiment periòdic de remolins. Tot i així cadascun d'ells es comporta diferent a nivell turbulent així que es d'interès estudiar-los i entendre quins son les causes de les diferencies físiques que es troben. Cal recordar que la física estudiada es la que es pot trobar posteriorment en ales d'avió, perfils de turbines de vent, aerodinàmica de cotxes, etc. Finalment recalcar que els resultats DNS del flux al voltant de l'esfera a Re=3700 i Re=10000 conjuntament amb els DNS del flux al voltant del perfil NACA a Re=50000 i AoA =8 son els primers presentats en la literatura internacional en el seu àmbit. Finalment es pot concloure que la formulació conservativa presentada en la tesis juntament amb els diferents models LES d'última generació testejats en la tesis, han demostrat ser una eina eficaç tan per a resoldre fluxos turbulents d'interès acadèmic com per simular situacions d'interès industrial.

In this Thesis we have presented the results of a set of experimental investigations of the dynamics of delay-coupled semiconductor lasers. The characterization of these systems includes topics such as the processing of information by coupled lasers, the choice of a leader in their lag-synchronized dynamics, or how chaos arises in two coupled semiconductor lasers. • The transition to chaos of a semiconductor laser through a quasiperiodic state was reported in the past adding an optical feedback or through mutual coupling. We studied the quasiperiodic route to chaos of two semiconductor lasers mutually coupled through two independent unidirectional paths. The transition from unidirectional to bidirectional coupling was implemented by increasing the coupling strength of one of the paths, while keeping the other constant. We have seen how the transition from stable unidirectional injection to chaos arises through a quasiperiodic state. Adjusting the currents and temperatures of the lasers in a unidirectional configuration, we maximize the injection by choosing optical frequencies sufficiently close to each other. In this regime, the output intensity of the receiver laser is forced to oscillate at the relaxation oscillation frequency of the driver, with a delay time introduced by the interaction. When the back injection is slightly increased, the external modes of the other cavity are excited and the laser output becomes quasiperiodic. This quasiperiodic behavior is produced by a competition between the external compound-cavity modes and the relaxation oscillation frequencies of both lasers. When the mutual coupling is sufficiently high the chaotic behavior appears. • We have examined how a system of two coupled chaotic oscillators behaves under conditions of lag synchronization. Our experimental setup consists on two semiconductor lasers coupled via mutual injection of their emitted fields, and allows for the control of the coupling directionality. Our results show that the laser leading the dynamics changes depending on the coupling scenario. When one of the lasers has autonomous chaotic dynamics, in the form of irregularly spaced sudden power dropouts (low-frequency fluctuations), and this dynamics is injected into a solitary laser (which is stable in the absence of injection), the injecting laser obviously leads the dynamics. Such role, however, can be transferred to the other laser by converting the coupling from unidirectional to bidirectional. The transition occurs via a state in which the two lasers alternate randomly the leader and laggard roles. This type of behavior is not only restricted to the low-frequency dynamics that we have studied experimentally, but also to fully developed chaotic dynamics (coherence collapse) that occurs for higher pump currents, as shown by numerical simulations. Our model also shows that the type of dynamics can be changed in a continuous way by acting upon the optical feedback strength affecting the laser with independent dynamics. We have discussed the potential of this system for bidirectional chaotic communications. Our experimental results show that whenever one of the lasers leads the dynamics, the other laser (the laggard) is able to operate as a chaos-pass filter. However, we have not been able to send information bidirectionally in an effective way. Numerical simulations show that, even though the maximum cross-correlation is similar in both the unidirectional and bidirectional cases, sudden synchronization losses in the latter situation prevent the system from being used as a reliable setup for bidirectional chaotic communications. / En aquesta tesi presentem els resultats d’un conjunt d’investigacions en l’estudi de la dinàmica de làsers de semiconductor acoblats amb retràs. La caracterització d’aquests sistemes inclou estudis com l’intercanvi d’informació en làsers acoblats, el lideratge de la seva dinàmica sincronitzada o com sorgeix el caos en dos lasers de semiconductor acoblats. Es podrien resumir els resultats presentats en aquesta tesis de la forma següent: • Hem estudiat la ruta quasiperiòdica al caos de dos làsers de semiconductor mútuament acoblats a través de dos camins independents. La transició de l’acoblament unidireccional al bidireccional s’ha implementat incrementant la quantitat d’acoblament d’un dels camins mentres l’altre es mantenia constant. Hem comprovat com la transició desde una injecció unidireccional estable al caos passa a través d’un estat quasiperiòdic. Ajustant els corrents i temperatures dels làsers en una configuració unidireccional, maximitzavem la injecció apropant les respectives freqüències òptiques. En aquest règim, la intensitat de camp del làser receptor és forçada a seguir les oscil.lacions de relaxació del làser emissor, amb un retràs introduït per la interacció. Quan augmentem la injecció en el sentit contrari, els modes externs de la nova cavitat s’exciten i el làser mostra un comportament quasiperiòdic. Aquest comportament es produeix per la competició entre els modes propis de les dues cavitats, combinats amb les oscil.lacions de relaxació dels dos làsers. El comportament caòtic del sistema apareix quan l’acoblament mutu es suficientment gran. • Hem examinat el comportament sota condicions de sincronització retardada d’un sitema de dos oscil.ladors caòtics acoblats. El nostre sistema experimental consisteix en dos làsers de semiconductor acoblats via la injeció mútua dels seus camps emesos. La direccionalitat de l’acoblament es pot controlar externament. Els resultats mostren que el làser que dirigeix la dinàmica canvia depenent del tipus d’acoblament. Quan un dels làsers té dinàmica caòtica independent, en forma de caigudes d’intensitat irregulars (low-frequency fluctuations o LFF), I aquesta és injectada a un làser solitari el qual és estable en absència d’injecció, obviament l’injectant dirigeix la dinàmica del sistema acoblat. Aquest rol, tantmateix, es pot transferir a l’altre làser canviant l’acoblament d’unidireccional a bidireccional o mutu. La transició passa a través d’un estat d’alternança en la que el rol de líder canvia de manera aleatòria entre els dos làsers. Aquesta mena de comportament no està restringit només a la dinàmica de baixa freqüència com són les LFF, sino que es mostra també en altres dinàmiques caòtiques com el colapese de coherència (a més altes corrents de bombeig), tal com hem mostrat en les simulacions numèriques. El model també mostra que el tipus de dinàmica pot canviar-se de manera contínua variant la intensitat del feedbak del làser amb dinàmica independent. Hem discutit la biabilitat del sistema per a comunicacions caòtiques bidireccionals. Els nostres experiments mostren que quan un dels làsers lidera la dinàmica l’altre actúa com a filtre passa-baixes. Tot i així, no hem sigut capaços d’enviar informació bidireccionalment en una manera efectiva. Les simulacions numèriques mostren que tot i que el màxim de la correlació creuada és similar per el cas unidireccional com per al bidireccional, les sobtades pèrdues de sincronització en el cas bidireccional impedeixen la utillització del sistema per comunicacions caòtiques bidireccionals.

In this thesis we have focused on semi-classical methods that enables us to obtain non-thermal spectra for the vast majority of black holes. This fact is due to taking into account the backreaction of the metric, when the black hole emits, imposing energy conservation. Specifically we have studied NS5 and Little String Theory (LST) black holes. We have calculated the Hawking radiation for both models, obtaining a non-thermal spectrum for NS5, whereas a purely thermal spectrum for LST. This last fact is due to the peculiar behavior of LST, whose temperature is independent of its mass. After a brief outline in Chapter 1 about properties of black holes, where we have introduced the information loss paradox, we have reviewed in the Chapter 2 how curved space-times, e.g. black hole backgrounds, create particles. Hawking demonstrated that black holes has temperature thus emit thermal radiation, and calculated its flux without taking into account the back-reaction of the metric. Afterwards we have presented two semi-classical methods, i.e. the tunneling approach and the complex path method, that somehow solve the information loss paradox stated by the work of Hawking. In Chapter 3 we have applied both semi-classical methods plus the covariant anomaly method in NS5 and Little String Theory (LST) black holes. We have calculated some thermodynamical quantities as the temperature and the entropy; furthermore, after reducing the ten-dimensional theory to a two-dimensional effective theory, we have calculated the emission rate and the corresponding fluxes taking into account the back-reaction of the metric. In Chapter 4 we have calculated the emission of fermions by NS5 and LST obtaining identical results as for scalar particles. In Chapter 5 we have presented a novel method in order to introduce quantum perturbations directly in the black hole metric, that accounts for back-reaction effects. This method has been applied in a general stationary spherically symmetric metric, recovering similar results as in the semi-classical methods presented in the previous chapters. Moreover, when we have applied this method in LST black hole we have obtained similar results as in string one-loop theory. Finally, in Chapter 6 we have calculated and compared some thermodynamical quantities as the entropy, using both Einstein frame and conformal frame. / En aquesta tesi hem estudiat mètodes semiclàssics que ens permeten obtenir espectres no tèrmics en la majoria de forats negres. Aquest fet és degut a tenir en compte l'autoreacció de la mètrica quan el forat negre emet radiació, tot imposant la conservació de l'energia. Concretament hem estudiat els forats negres NS5 i Little String Theory (LST). Hem calculat la radiació de Hawking en tot dos models, obtenint un espectre no tèrmic per a NS5, mentres que hem obtingut un espectre purament tèrmic en LST. Aquest darrer fet és degut al comportament especial de LST, en què la temperatura no depèn de la seva massa. Després d'una breu introducció de les propietats dels forats negres al capítol 1, on hem introduït la paradoxa de la pèrdua d'informació, hem vist al capítol 2 com els espais-temps corbs, per exemple l'entorn d'un forat negre, creen partícules. Hawking va demostrar que els forats negres tenen temperatura, per tant emeten radiació tèrmica, i va calcular el flux de partícules emès per un forat negre sense tenir en compte l'autoreacció de la mètrica. A continuació hem presentat dos mètodes semiclàssics, a saber, l'aproximació de tunneling i el mètode de camins complexos, que d'alguna manera resolen la paradoxa de la pèrdua d'informació plantejada en el treball de Hawking. En el capítol 3 hem aplicat els dos anteriors mètodes semiclàssics anteriors a més del mètode de l'anomalia covariant, tant en forats negres NS5 com en LST. Hem calculat quantitats termodinàmiques com la temperatura i l'entropia; a més, després de reduir la teoria de dimensió deu a una teoria efectiva en dos dimensions, hem calculat el ritme d'emissió i els fluxes corresponents tenint en compte l'autoreacció de la mètrica. En el capítol 4 hem calculat l'emissió de fermions en NS5 i LST obtenint idèntics resultats que pel cas de partícules escalars. En el capítol 5 hem presentat un nou mètode que introdueix directament un tipus de perturbació quàntica en la mètrica del forat negre i que té en compte els efectes d'autoreacció de la mètrica. Aquest mètode ha estat aplicat a una mètrica estacionària general amb simetria esfèrica, i hem obtingut els mateixos resultats que fent servir els mètodes semiclàssics presentats en els anteriors capítols. A més, quan hem aplicat aquest nou mètode al forat negre LST, hem obtingut resultats similiars que fent servir teoria de cordes one-loop. Finalment, en el capítol 6 hem calculat i comparat algunes quantitats termodinàmiques com l'entropia, utilitzant tant el marc d'Einstein com el marc conforme.

The ATLAS experiment of the LHC at CERN started its operation in 2009. The ROD Crate DAQ (RCD) as a part of the Trigger and Data Acquisition system (TDAQ) is responsible for the operation of the sub-­‐detector specific hardware at the level of the back-­‐end electronics crates. The RCD for the Tile Calorimeter is fully implemented. In first place, the specific Tile hardware and software is described in the configuration database. In second place, the various plug-­‐ins for the RCD that make use of sophisticated programming techniques are characterized. The RCD performance can be evaluated in terms of global DAQ efficiency, which is over 94% for the considered period in 2010 and in terms of the average transition time of operation during collisions where the Tile Calorimeter has not been the slowest sub-­‐system to change state. Other functionalities included in the Tile online software are the Detector Verification System (DVS) tests, which provide high precision measurements without making use of the Data-­‐Flow infrastructure. Results from these tests are structured in a hardware oriented layout with a user friendly display. A review is done of the full Tile Calorimeter read-­‐out chain from the front-­‐end electronics to the data-­‐flow system to introduce the Optimal Filtering algorithm responsible for the energy and time reconstruction of the signal. The performance of the signal reconstruction is evaluated by comparing the results provided by the online reconstruction done inside the ROD Digital Signal Processors (DSPs), and those provided by the offline reconstruction. Two different implementations are used in the offline reconstruction. The first one, mimics completely the implementation in the DSP. The maximum energy differences in this case are far below any physics cut for energy (1MeV in high gain and 40 MeV in low gain) and within the expected resolution for the Tile Calorimeter for time (0.3 ns in both gains). The second one, iteratively applies the algorithm three times, selecting the proper weights for the time computed in the previous iteration. As the algorithm is affected by the difference between the expected and the received time of the pulse, the relative energy difference shows a parabolic deviation as a function of the reconstructed time, which can be corrected offline. Phase corrected online energy shows relative differences smaller than 10% for low energy region and 1-­‐2% for higher energy deposits. Finally, time calibration is assessed by means of physics quantities, where a technique to evaluate out of time cells from jets that pass quality cuts and have an associated track is described. Cells that contribute to out of time deposits are identified and their expected time of the signal is corrected. Time based cuts may be used to develop algorithms to search for the Higgs boson. One of the most interesting channels for the search for Higgs bosons is the tau pair decay channel within the MSSM, where the production cross section is enhanced by a factor tan2β with respect to the Standard Model. The semi-­‐leptonic decay channel has been explored where the tau that decays leptonically is identified by the final lepton, and the tau that decays hadronically is identified by the tau reconstruction algorithm. The event selection criteria incorporates a cut on the transverse mass plane of the lepton plus missing ET system versus the hadron plus missing ET system that allows strong rejection of W+jets background. Visible mass is introduced to increase the statistics in the observables, as opposed to the invariant mass approximation through means of the collinear approximation for which back-­‐to-­‐ back events have to be removed. Bayesian statistics are used where the posterior probability is obtained through the profiling technique. Incorporation of energy scale uncertainties is done through means of the template morphing technique developed at CDF. Nuisance parameters describe normalization errors and morphing intensities as Gaussian PDFs. Simulation studies are conducted at √s = 14 TeV to compute exclusion limits and discovery significances for neutral MSSM Higgs bosons decaying to tau pairs. Expected results are very promising for ATLAS already at 1 fb-­‐1 where the Higgs could be excluded as low as tan2β = 10 or claimed for discovery at tan2β = 15 for mA = 150 GeV. Also expected results for 10 and 30 fb-­‐1 have been computed although the cuts have been optimized for 1 fb-­‐1 and no b-­‐tagging. / El detector ATLAS del LHC en el CERN ha empezado a operar en 2009. Para ello ha hecho uso del sistema de Trigger y Adquisición de Datos de ATLAS, conocido como TDAQ. Como parte del mismo, se encuentra el ROD Crate DAQ que tiene como objetivo el control del hardware específico de los sub-­‐detectores, donde se encuentra el caso del ROD del Calorímetro Hadrónico TileCal. Este dispositivo es responsable del cálculo de la energía depositada en las celdas del calorímetro. Así como del cálculo de la fase a la que se ha depositado la señal. Un estudio de las fases depositadas en el calorímetro puede permitir el desarrollo de algoritmos de selección de eventos para la búsqueda del Bosón de Higgs. Uno de los canales más interesantes para esta búsqueda se encuentra en el modelo MSSM. En este modelo, la sección eficaz de producción de Higgs se encuentra favorecida cuadráticamente por un factor propio del modelo, tangente de beta, con respecto al modelo estándar. Es posible hacer una búsqueda del Bosón de Higgs estableciendo un límite superior a su sección eficaz en caso de una no-­‐ observación o estableciendo la significancia estadística en caso de un posible exceso en las observaciones. Se describe la implementación el software necesario para la integración de los RODs del Calorímetro Hadrónico TileCal dentro del TDAQ de ATLAS. Esto supone en primer lugar la descripción del hardware y software específico de TileCal en la base de datos de configuración. En segundo lugar, la implementación de varios plugins para el ROD Crate DAQ. Destacan el plugin del ROD y del TBM. Se presentan los resultados de rendimiento y tiempo de reacción. Finalmente se muestran los resultados de las tareas de validación del algoritmo de Optimal Filtering y puesta a punto del timing de los canales del TileCal. Se ha importado a ATLAS la técnica bayesiana desarrollada en CDF para establecer límites superiores a la sección eficaz de producción del bosón de Higgs y la significancia de una posible observación. Este método tiene en cuenta errores sistemáticos que describen nuestro conocimiento sobre parámetros físicos como la luminosidad y la sección eficaz de los procesos de fondo que modifican la normalización de las distribuciones, además de otras medidas como la precisión en la determinación de la escala electromagnética o la incertidumbre en la calibración de la energía de los jets que modifican la forma de las distribuciones. Se presentan resultados esperados para los límites de exclusión y significancias de descubrimiento para Bosones de Higgs neutros decayendo a pares de taus. Estos resultados esperados son muy prometedores para ATLAS durante los primeros dos años de toma de datos.

Made available in DSpace on 2018-03-22T15:57:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11649_Disserta__o Marcos Azevedo Pedroso20180205-90655.pdf: 1763524 bytes, checksum: aee08244a927b1ef3c8983791b0a2ece (MD5) Previous issue date: 2017-12-18 / FAPES / This work was developed from a sequence of investigative teaching with CTS focus to work on modern physics topics with high school students. The articulation of the CTS approach and teaching by research has provided a more critical view of science and technology as well as its implications in society. Besides that, the theoreticalmethodological contribution of research teaching has proved to be a great alternative for the student to become more participative in class and thus to contribute effectively, not only as a spectator but with an effective participation in the teachinglearning process. The qualitative research was developed in two high school classes, in a public high school, located in the municipality of Serra, ES. The aim of this study was to devalue the effectiveness of the articulation of teaching with a CTS approach with research teaching in the approach of complex physical concepts, such as the Theory of Relativity, represented in equation E = mc². The didactic sequence lasted 8 classes in each class lasting 55 minutes each class. The data produced from the video and audio recordings of the class discussions and their textual productions were analyzed based on the categorization proposed by Trassi (2016), in order to verify the process of appropriation of the concepts related to the theory of relativity in the equation E=mc², its meaning and its importance for the development of science, technology and its implication in society. The results showed that students approached the scientifically accepted concept and that, therefore, the articulation between the CTS approach and research teaching, in the way it was conducted, is a potentially valid and appropriate pedagogical alternative for the teaching of physical knowledge related to modern and contemporary physics, from a socio-scientific perspective. / Este trabalho resulta de uma pesquisa qualitativa desenvolvida a partir da implementação de uma sequência de ensino investigativa com enfoque CTS para trabalhar temas da física moderna com alunos do ensino médio. A articulação do enfoque CTS e do ensino por investigação oportunizou uma visão mais crítica acerca da ciência e da tecnologia, assim como suas implicações na sociedade. Além disso, o aporte teórico-metodológico do ensino por investigação demonstrou ser uma ótima alternativa para que o estudante se tornasse mais participativo nas aulas e assim contribuir efetivamente, não apenas como um expectador mas com uma participação efetiva no processo de ensino aprendizagem. A pesquisa de cunho qualitativo foi desenvolvida em duas turmas do ensino médio, em uma escola da rede estadual, situada no município da Serra, ES. O estudo teve como objetivo de validar a eficácia da articulação do ensino com enfoque CTS com o ensino por investigação na abordagem de conceitos físicos complexos, tais como a Teoria da Relatividade, representada na equação E=mc². A sequência didática teve duração de 8 aulas em cada turma com duração de 55 minutos cada aula. Os dados produzidos a partir das gravações em vídeo e áudio das discussões nas aulas e das suas produções textuais foram analisados com base na categorização proposta por Trazzi e Oliveira (2016), a fim de verificar o processo de apropriação dos conceitos relacionados a teoria da relatividade na equação E=mc², seu significado e sua importância para o desenvolvimento da ciência, da tecnologia e sua implicação na sociedade. Os resultados mostraram indícios de que os alunos se aproximaram do conceito cientificamente aceito e que, portanto, a articulação entre o enfoque CTS e o ensino por investigação, na forma como foi conduzida, é uma alternativa pedagógica potencialmente válida e apropriada para o ensino de conhecimentos físicos relacionados a física moderna e contemporânea, numa perspectiva sóciocientífica.

El canal iónico OmpF se encuentra en la membrana externa de la bacteria Escherichia coli. Este canal forma un poro ancho a través de la membrana que permite el intercambio de iones y solutos entre los lados periplásmico y extracelular. La regulación del transporte de iones a través de él está fundamentalmente dominada por interacciones electrostáticas de largo alcance. Es por ello que las propiedades del canal tienen una dependencia con la concentración absoluta de sal (manteniendo constante el gradiente de concentración) y con el pH del medio. El pH modifica el estado de carga de los residuos ionizables del canal. De hecho, la modificación del pH de las disoluciones adyacentes al canal favorece una distribución asimétrica de la carga convirtiendo un canal prácticamente óhmico en un canal rectificador de la corriente. Asimismo, las medidas del potencial a corriente cero en condiciones asimétricas de pH proporcionan información sobre la concentración de carga fija positiva y negativa en una distribución bipolar en base a lo que el formalismo Poisson-Nernst-Planck predice para una membrana bipolar con un balance equilibrado entre la concentración de carga positiva y negativa: una selectividad direccional. Las medidas de selectividad realizadas en disoluciones con diferentes electrolitos permiten la identificación de otras contribuciones a la selectividad. Por una parte, medidas realizadas con distintos iones monovalentes demuestran el papel de la difusión iónica en la selectividad. Esta contribución es debida a la diferente movilidad de los cationes y aniones de la disolución. Por otra parte, medidas realizadas en presencia de cationes divalentes sugieren la existencia de un binding site de cationes divalentes en el canal, con la consecuente posibilidad de que se produzca un fenómeno de inversión de carga en el canal. Sin embargo, serán necesarios estudios con mutantes del canal OmpF para ver sin ninguna ambiguedad que el fenómeno de inversión de carga puede tener lugar.

En este trabajo se ha caracterizado el efecto memoria de forma y la estabilidad térmica de la transformación martensítica ante varios tratamientos térmicos en varias aleaciones base Ni-Ti fabricadas mediante melt-spinning, un método de solidificación rápida de reciente aplicación en aleaciones con memoria de forma. Las aleaciones estudiadas pertenecen al sistema Ni-Ti, con eventuales adiciones de Cu, Hf o Zr, y han sido caracterizadas mediante varias técnicas experimentales, entre los que cabe destacar el DSC, la máquina de ensayos, el ciclado termomecánico, la difracción de rayos X, y la microscopía electrónica de transmisión. En primer lugar se han determinado las secuencias de transformación de las aleaciones, así como los parámetros de red de las fases que intervienen en la transformación. Asimismo, la microestructura inicial de las cintas fabricadas mediante melt-spinning es rica en defectos (especialmente dislocaciones y pequeños precipitados) y el tamaño de grano es significativamente más pequeño que los observados en materiales fabricados mediante métodos convencionales. Cabe destacar que la transformación martensítica en la aleación equiatómica es la que muestra una mayor estabilidad térmica ante tratamientos térmicos severos a 500 ºC, seguida de las aleaciones con Cu, con un comportamiento intermedio, y de las composiciones con Hf y Zr, las cuales presentan la menor estabilidad térmica. A pesar de ser éstas últimas las únicas composiciones de las caracterizadas que transforman a temperaturas considerablemente por encima de la temperatura ambiente, la baja estabilidad térmica de estas últimas se manifiesta incluso con tratamientos térmicos a 300ºC. Además, tratamientos térmicos en martensita llevados a cabo en las aleaciones con Hf y Zr inducen el efecto conocido como estabilización térmica de la martensita, un efecto hasta ahora desconocido en aleaciones base Ni-Ti. Las energías de activación de este fenómeno se han estimado a partir de resultados calorimétricos. El envejecimiento en mezclas de austenita y martensita también produce estabilización térmica de la martensita por pinning (creación de defectos y/o anclajes) en las interfases martensita-austenita. Aleaciones parcialmente amorfas pueden cristalizarse mediante tratamientos térmicos por encima de la temperatura de cristalización obtenida en el DSC, o bien por debajo de éste, de una manera controlada. La cristalización produce la aparición de pequeños cristales de martensita en las regiones que eran inicialmente amorfas, los cuales transforman a temperaturas mucho más bajas que los grandes cristales de martensita ya existentes en las cintas iniciales. Este cambio de las temperaturas de transformación se atribuye al aumento de los términos no químicos de la ecuación de balance energético de las transformaciones martensíticas termoelásticas. Finalmente, la caracterización del efecto memoria de forma mediante ciclado termomecánico ha mostrado que las deformaciones recuperables obtenidas son del orden de las obtenidas para las aleaciones fabricadas convencionalmente. Esto certifica la posibilidad de emplear las cintas fabricadas mediante melt-spinning en aplicaciones concretas, con la ventaja de que este método produce aleaciones prácticamente listas para su utilización, sin necesidad de tratamientos mecánicos posteriores. Sin embargo, como se ha visto en este trabajo, los esfuerzos de tensión aplicados a las cintas deben limitarse con el fin de evitar la fractura prematura del material. / In the present work, the shape memory effect and the thermal stability of the martensitic transformation under various thermal treatments have been characterized on several Ni-Ti based alloys cast by melt-spinning, a novel technique on shape memory alloys. The studied alloys belong to the Ni-Ti based system, with eventual additions of Cu, Hf or Zr and have been characterized by means of DSC, mechanical testing, thermomechanical cycling, X-ray diffraction and transmission electron microscopy.The sequences of the martensitic transformation and the lattice parameters of the melt spun ribbons have been firstly determined. Additionally, the initial microstructures show a big amount of defects (mainly dislocations and small precipitates) and small grain size in comparison to the bulk alloys.Among all the alloys, the near-equiatomic one show the best thermal stability under severe ageing at 500 ºC, followed by the alloys with Cu and finally by the ones with Hf and Zr additions. The latter ones are the only ones exhibiting transformation temperatures well above room temperature, but their poor thermal stability is shown even at 300 ºC. Moreover, thermal treatments in martensite carried out on the the alloys with Hf and Zr reveal thermal martensite stabilization, which was a novel phenomenon in Ni-Ti based alloys; the activation energies of this process have been estimated. Ageing in mixtures of martensite and austenite on these alloys also promote the thermal martensite stabilization by pinning.Partially amorphous melt spun ribbons can be crystallized by either thermal treatments above the crystallization temperature shown in the DSC or slightly below, in a controlled way. The crystallization promotes the apparition of small crystals from the initial amorphous regions, which transform at very low temperatures due to changes in the non-chemical terms from the energy balance equation respect to the big crystalline regions that are present in the initial state.Finally, the shape memory effect characterized by thermomechanical cycling show recoverable strains similar to the ones in bulk alloys, which demonstrate that the melt spun ribbons may be used in potential applications when using reduced tensional stress in order to avoid an early fracture.

In the middle of the 70s, some authors suggested that accretion of hydrogen and helium rich material by a neutron star in a binary system, where the companion star would have low mass, could explain thermonuclear bursts observed by the first satellites launched to the space in order to analyze the Xray band of the electromagnetic spectrum. This phenomenon, known as type I X-ray bursts (XRB), is a thermonuclear runaway produced by the themonuclear fusion of the accreted material in degenerated conditions. This kind of explosion from stellar source is the most frequent in our galaxy (and the third, after supernovae and classical novae, in terms of total output energy), because his short recurrence period. Due to the extreme gravitational field of a neutron star it is known that produced nucleosynthesis is not ejected to the interstellar medium but forming part of the neutron star crust.In this work we have tried, first, to study the effects of nuclear uncertainties, related to nuclear reaction rates, in the nucleosynthesis produced during a X-ray burst, and second, to simulate physical properties and associated nucleosynthesis to this kind of events, through hydrodynamical models.In order to analyze the impact of uncertainties of the nuclear reaction rates in the nucleosynthesis, and due to the prohibitive calculation time with an hydrodinamical code, we have used a post-processing code which we have coupled, for a given set of 10 temperatures and densities profiles, an extensive nuclear reactions network formed by 606 isotopes and 3551 nuclear reactions, whose reaction rates have been modified using to alternative methods. In the first one, every rate has been individually modified, multiplying it by 0.1 and 10, calculating the final nucleosynthesis. This way, it is possible to evaluate the impact in final nucleosynthesis individual variations in the nuclear reaction rates. Also we have analyzed the effects in final nucleosynthesis by modifying the energy associated to each reaction (Q-value). In the second method, nuclear reaction rates have been modified simultaneously, multiplying each one by a random factor which follow a log-normal distribution with a probability of 95.5% of being in the interval [0.1,10]. In order to analyzed this method from an statistically point of view, the nucelosynthesis has been calculated up to 10,000 times, with a Monte Carlo code specifically built to this Thesis, for different set of random numbers. Obtained results with both methods are coincidents and show that for a network formed by 3,500 reactions approximately, only about 60 reactions have an impact in final yields greater than a factor of 2.Finally, we have used an hydrodynamical code, one-dimensional (spherically symmetric), Lagrangian and multi-shell, to which we have coupled a nuclear reactions network formed by 324 isotopes and 1392 reactions with the aim of reproduce physical parameters and nucleosynthesis produced during X-ray bursts. To do that, we have applied this code to different models, analyzing the effect of spatial resolution in the accreted shell, the metallicity of the transferred material as well as the mass of the neutron star, in the final result. For each model, we have simulated different bursts, with energies, luminosities and recurrence times coincidents with observations and, together with the nucleosynthesis, similar to the results obtained by other authors. / A mediados de los años 70, varios autores sugirieron que la acreción de material rico en hidrógeno y helio por parte de una estrella de neutrones, integrante de un sistema binario donde la masa de la estrella compañera fuese pequeña, podría explicar las erupciones termonucleares observadas por los primeros satélites lanzados al espacio para analizar la banda X del espectro electromagnético. Dicho fenómeno, conocido como erupciones de rayos X de tipo I (en inglés, type I X-ray bursts, XRB), consiste en el alud termonuclear producido por la fusión termonuclear del material acretado, en condiciones degeneradas. Este tipo de explosión termonuclear de origen estelar es el más frecuente en nuestra galaxia (y el tercero, tras las supernovas y las novas clásicas, en términos de energía total liberada), debido a su corto periodo de recurrencia. Como consecuencia del extremo campo gravitatorio de una estrella de neutrones, se cree que la nucleosíntesis producida durante este tipo de eventos no es expulsada al medio interestelar, pasando a formar parte de la corteza de la estrella.En este trabajo hemos intentado, por un lado, estudiar los efectos de las incertidumbres de origen nuclear, asociadas a los ritmos de las reacciones nucleares, en la nucleosíntesis producida durante un X-ray burst; y por otro lado, simular las propiedades físicas y la nucleosíntesis asociada a este tipo de eventos, mediante modelos hidrodinámicos.Para estudiar el impacto de las incertidumbres de los ritmos de las reacciones nucleares en la nucleosíntesis, y debido a que el tiempo de cálculo con un código hidrodinámico resultaría prohibitivo, hemos utilizado un código de post-procesado al que se ha acoplado, para un conjunto determinado de 10 perfiles de temperatura y densidad, una extensa red de reacciones nucleares, formada por 606 isótopos y 3551 reacciones nucleares, cuyos ritmos de reacción han sido modificados utilizando dos métodos alternativos. En el primero, cada ritmo ha sido modificado individualmente, multiplicándolo por 0.1 y 10, calculándose la nucleosíntesis final. De esta manera, puede evaluarse el impacto que tienen en las abundancias finales las variaciones individuales de los ritmos de las reacciones nucleares.Así mismo, también se ha analizado el efecto que produce en las abundancias finales el hecho de modificar la energía asociada a cada reacción (Q-value). En el segundo método, los ritmos nucleares se han modificado simultáneamente, multiplicando cada uno de ellos por un factor aleatorio según una distribución log-normal, y cuya probabilidad de encontrarse en el intervalo [0.1,10] es del 95,5%. Para poder hacer una estimación estadística de este último método, se ha calculado la nucleosíntesis hasta 10.000 veces, con un código Monte Carlo específicamente construido para esta Tesis, para diferentes conjuntos de números aleatorios. Los resultados obtenidos con ambos métodos son coincidentes y demuestran que, para una red formada por unas 3500 reacciones nucleares, sólo unas 60 reacciones tienen un impacto en las abundancias finales mayor que un factor 2.Por último, hemos utilizado un código hidrodinámico, unidimensional (en simetría esférica), Lagrangiano y multicapa, al que se ha acoplado una red de reacciones nucleares formada por 324 isótopos y 1392 reacciones nucleares, con el objetivo de reproducir los parámetros físicos y la nucleosíntesis producida en los X-ray bursts. Para ello, hemos aplicado este código a diferentes modelos, analizando el efecto de la resolución espacial de la capa acretada, la metalicidad del material transferido, así como la masa de la estrella de neutrones, en el resultado final. Para cada modelo, hemos simulado diferentes erupciones, con energías, luminosidades, y periodos de recurrencia, coincidentes con las observaciones y, junto con la nucleosíntesis, similares a los resultados obtenidos por otros autores.