En muchos escenarios astrof´ýsicos (acreci´on de discos, chorros, colapso estelar,etc) podemos encontrar que los campos magn´eticos juegan un papel crucialen uni´on a velocidades relativistas y/o fuertes campos gravitatorios. En muchosde estos escenarios se cumplen las condiciones necesarias para poder serdescritos en terminos de la magnetohidrodin´amica relativista ideal (RMHD).El objetivo principal de esta Tesis ha sido el desarrollo de un c´odigo capazde resolver las ecuaciones de la magnetohidrodin´amica en relatividad especialy general basado en t´ecnicas de alta resoluci´on de captura de choques (HRSC).Este tipo de t´ecnicas explota el car´acter conservativo e hiperb´olico del sistemade ecuaciones en cuesti´on. El n´ucleo de las t´ecnicas HRSC lo constituye unadiscretizaci´on de las ecuaciones en forma conservativa y la evaluaci´on de los flujosentre celdas num´ericas contiguas para el avance temporal de las ecuaciones. Deentre las diversas estrategias para el c´alculo de dichos flujos, optamos por eldesarrollo de un algoritmo basado en la descomposici´on espectral de las matricesjacobianas del sistema de ecuaciones (concretamnete desarrollomaos lo que, enel lenguaje del an´alisis num´erico, se conoce como resolvedor del problema deRiemann de tipo Roe y un resolvedor del problema de Riemann de tipo HLL).Para ello, partimos de las ecuaciones de la magnetohidrodin´amica relativistaescritas en diferentes sistemas de variables (conservadas, primitivas, covariantes).Realizamos el an´alisis espectral de las ecuaciones (el c´alculo de losautovalores y autovectores de las matrices jacobianas, caracterizaci´on de los estadosdegenerados de los autovalores) en t´erminos de las variables covariantes,procediendo despues a la renormalizaci´on y transformaci´on de los autovectoresa los otros sistemas de variables, especialmente al sistema de variables conservadas,ya que los algoritmos HRSC avanzan en el tiempo estas variables.En la tesis se describe los ingredientes m´as importantes del c´odigo. tantoen su versi´on RMHD y GRMHD, incluido el procedimiento num´erico adoptadopara asegurar la preservaci´on de la condici´on de divergencia nula del campomagn´etico, dentro de un esquema HRSC.En el c´odigo de GRMHD se adopta el formalismo 3+1 para describir los efectosde la curvatura del espacio-tiempo. Se describen tambi´en las dos estrategiasalternativas adoptadas para calcular los flujos entre las celdas num´ericas.Se muestra el funcionamiento del c´odigo en la resoluci´on de una selecci´on deproblemas unidimensionales y bidimensionales, as´ý como simulaciones de chorrosaxisim´etricos y procesos de acreci´on sobre agujero negro de Schwarzschild yKerr. / Magnetic fields play a crucial role in several astrophysical scenarios, someof them (accretion disks, jets, stellar collapse,...) in association with relativisticspeeds, and/or gravitational fields. In most case a description in terms of idealrelativistic magnetohydrodinamics is adequete.In this Thesis we present a general procedure to solve numerically the relativisticmagnetohidrodynamics (RMHD) equations and the general relativisticmagnetohidrodynamics (GRMHD) equations. The numerical code, based onhigh-resolution shock-capturing (HRSC) techniques, solves the equations writtenin conservation form and computes the numerical fluxes. In upwind HRSCmethods these fluxes are obtained from the solution of a discontinous initialvalue problem (Riemann problem) between neighbour zones and usually are obtainedin terms of the spectral descomposition (eigenvalues and eigenvectors) ofthe Jacobian matrices fluxes. We must study carefully the spectral descompositionand must characterize the degenerated eigenvalues and renormalized theeigenvactors to use in the HRSC methods.We described the different thecniques used in the code, also the specialprocedure that is used to enforce the conservation of magnetic flux along theevolution.In order to take gravitational fields into account we adopt the 3+1 formalismand we have implemented two alternative strategies to calcul the numericalfluxes.To show the capabilities of the code, we present results of various tests,including 1D and 2D. Also we present some simulations of magnetised jets andmagnetised fluid accretion onto a Schwarzschild and Kerr black hole.

Se estudian e investigan las concepciones de los alumnos de Formación Profesional de Ciclos Superiores sobre las relaciones entre Ciencia, Tecnología y Sociedad (CTS), y el provecho didáctico que la realización de actividades que tratan esas interacciones puede introducir para mejorar dichas concepciones, las actitudes y el interés de los alumnos hacía la Ciencia y la Tecnología. El problema se puede plantear del siguiente modo:1. ¿Qué concepciones poseen los alumnos de Formación Profesional en torno a las relaciones entre ciencia, tecnología, sociedad y ambiente?2. ¿Qué motivaciones poseen para realizar sus actividades de estudio y aprendizaje?, y en base a las mismas.3. ¿Cómo diseñar actividades que, mediante un adecuado tratamiento de las relaciones CTS, modifiquen aquellas concepciones distorsionadas o incompletas que posean, aumenten su interés y mejoren sus actitudes respecto al aprendizaje de las ciencias físicas y las tecnologías asociadas? 2. HIPÓTESIS DE INVESTIGACIÓN Y TRABAJO Para la resolución del problema planteado se han formulado dos hipótesis, fundamentadas en investigaciones didácticas sobre los procesos de enseñanza aprendizaje como construcción significativa y cambio conceptual, metodológico y actitudinal.La primera es que en la enseñanza de la ciencia física (electromagnetismo) y de las tecnologías asociadas (electrotécnicas) se proporciona en ocasiones una imagen aislada de su contexto social, predominantemente teórica y cuantitativa, que ignora su conexión con el mundo circundante, así como sus aplicaciones en el entorno natural y social, adquiriendo los alumnos una visión incompleta, distorsionada y descontextualizada de la ciencia y de la tecnología. Como consecuencia es posible que esto pueda ser una de las causas de falta de interés, rechazo y actitudes negativas hacia el estudio y aprendizaje de las ciencias y sus tecnologías asociadas y prefieran la realización de prácticas.La segunda hipótesis cosiste en la posibilidad del tratamiento didáctico alternativo de las relaciones entre ciencia, tecnología, sociedad y ambiente que, teniendo en cuenta las preconcepciones de los alumnos, aumente su interés y mejore sus actitudes hacía el estudio y aprendizaje de las ciencias experimentales (electromagnetismo) y las tecnologías asociadas (electrotécnicas), y proporcione una imagen más contextualizada y menos distorsionada de las mismas.3. DISEÑO EXPERIMENTAL Se han elaborado varios diseños convergentes para tratar de contrastar y verificar la primera hipótesis, todos ellos consistentes en la elaboración y aplicación de una batería de cuestionarios, de diversa índole, que se han aplicado a libros de texto, profesores y estudiantes. Para contrastar y verificar la segunda hipótesis se han diseñado y construido un conjunto de actividades que, insertas en los programas habituales, tratan sobre las relaciones entre ciencia, tecnología y sociedad de modo alternativo, las cuales han sido realizadas por diversos grupos experimentales. Además de los cuestionarios relacionados con la primera hipótesis, para estudiar las diferencias, estos alumnos han contestado otros cuestionarios relacionados con la realización de las actividades propuestas (su interés, lo que han aprendido, etc.). También dieron su opinión profesores sobre las diversas actividades construidas.4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES OBTENIDASEntre otros, se exponen brevemente algunos de los resultados obtenidos en este trabajo de investigación con la aplicación de las actividades CTS elaboradas, en los aspectos actitudinales, conceptuales y metodológicos:- Los alumnos muestran una valoración más alta de las enseñanzas recibidas sobre ciencia y tecnología.- En el cambio de motivaciones aumentaron las motivaciones intrínsecas relacionadas con sus estudios, entre las que se pueden citar saber más, saber hacer, formarse y ser un buen profesional. Las mayores motivaciones extrínsecas de los alumnos son encontrar trabajo.- Valoran con mayores calificaciones las categorías como "la conexión teoría- prácticas", "materiales de prácticas", "conexión teoría realidad", "tratar relaciones CTS", las fábricas e industrias, etc.- Se les planteo una cuestión abierta para analizar que factores podrían crear una actitud desfavorable hacia los procesos de enseñanza aprendizaje, resultando como factores que más pueden crear una actitud desfavorable hacia los estudios que realizan: los profesores, su metodología, los compañeros, el material insuficiente, los contenidos poco útiles, las prácticas insuficientes, la evaluación, etc.- Aprecian más los diseños experimentales y las prácticas de tipo investigativo (problemáticas) en las que hay que utilizar metodologías científicas, especialmente las semidirigidas con procesos de investigación.- Sobre lo que los alumnos piensan sobre las ciencias físico- químicas, aumentan las concepciones relacionadas con distintas dimensiones de la ciencia: conceptos, procedimientos, investigación y tecnología. Son mayores las expresiones positivas en relación a la ciencia que denotan actitudes positivas y son menores las visiones negativas mayoritariamente relacionadas con los procesos de su aprendizaje. - Aumenta el número de alumnos que saben hacer una definición amplia de la ciencia, su dimensión de estudio, explicación de fenómenos físicos y provecho de la humanidad. - En referencia a lo que piensan los alumnos sobre tecnología, es mayor la relación de las tecnologías con los conceptos y los procedimientos que se utilizan en ella, la consideración de su aplicabilidad, su dimensión científica. Aumentan las concepciones positivas y disminuyen las visiones negativas, especialmente relacionadas con su enseñanza. - Definen mejor la tecnología, y aumenta la concepción de la misma como una asignatura, estudio y búsqueda de explicaciones, su dimensión científica, su aplicabilidad, aumentando las expresiones positivas que denotan actitudes positivas hacía la misma. - Disminuyen las concepciones erróneas sobre los científicos (inventor que realiza patentes, genio, neutral, desinteresado), aumentando la consideración del tipo de tareas que realizan: estudian, recopilan datos, investigan, realizan descubrimientos, resuelven problemas, mejoran la vida, trabajan, etc. - Consideran mucho más los factores sociales e individuales de influencia sobre el desarrollo de la ciencia y la tecnología: económicos, gubernamentales, demandas sociales, investigación, industriales, culturales, regímenes políticos, los estudios y la preparación, los medios, los precedentes históricos en su desarrollo, las personas y su trabajo y dedicación, etc. - En cuanto a las influencias de la sociedad sobre el desarrollo de la ciencia y la tecnología a lo largo de la historia, aumenta su consideración sobre las situaciones económicas (revoluciones comerciales, industriales y tecnológicas), las socio-políticas, las guerras y los conflictos, etc. - En la valoración sobre el papel que juega la ciencia y la tecnología en nuestras vidas, se sopesa mejor las ventajas e inconvenientes del desarrollo de la ciencia y la tecnología en la vida del hombre (valoración de aspectos positivos y negativos), siendo una crítica más equilibrada y menos polarizada. Las ventajas más consideradas son el nivel y calidad de vida, la salud, la cultura y el desarrollo, etc., entre los inconvenientes más citados están la contaminación, la deshumanización, la guerra y los conflictos, la mala ética en el uso de la ciencia y la tecnología, etc. - Aumenta la creencia en la posibilidad personal de influir sobre el desarrollo de la ciencia y la tecnología. Las razones más esgrimidas son a través de sus estudios, obteniendo el título, ejerciendo como profesional, desarrollando algún aparato o sistema, ejerciendo como consumidor, participando en organizaciones sociales, teniendo dinero o medios, siendo una persona influyente, etc. - Las visiones negativas que los alumnos poseen sobre los procesos de enseñanza y aprendizaje de las ciencias físico- químicas y las tecnologías asociadas disminuyen considerablemente, y que por razones de espacio no exponemos aquí. - Se constato que los alumnos obtenían un aprendizaje y una comprensión más significativa de los conceptos que se pretendían introducir o consolidar a través de las actividades CTS propuestas.Los resultados anteriores confirmaron las hipótesis, los alumnos lograron una imagen más amplia y contextualizada de las relaciones entre ciencia, tecnología, sociedad y naturaleza, aumentando su interés y mejorando sus actitudes hacia el estudio de las ciencias y las tecnologías asociadas. Lo cual indica que la introducción de las actividades CTS diseñadas producen en los alumnos un cambio conceptual, metodológico y actitudinal que mejora sus resultados en los estudios profesionales que realizan. / In this work the author studies and investigates the High Professional Formation Cicles studients's conceptions about the relations between Science, Technology and Society (STS), and the didactic profit that the realization of activities which implies such interactions can introduce for the improvement of pupil's conceptions, acttitudes and interest toward the science and technology. The problems the author establish can be expressed in the following mode: What conceptions have the Professional Formation studients about the relations between science, technology, society and ambient?. What motivations have they for doing their study and learning activities?, and on the basis of the same ones; How to design activities that by means of an adequate treatment of the STS relations, which can modify the student's distortioned and incomplete conceptions, incrise their interest and improve their acttitudes about the learning of the physical sciences and the associated technologies? For the resolution of the establish problem the author has formulate two hypothesis, based on didactic investigations about the learning and teaching process as significant building and conceptual, metodologic and attitudinal change. The author has made, first, several experimental desings to contrast and verify the outset hiphotesis, all of them cosisting on the elaboration and aplication of a set of test and formularys, of diverse nature, which have been applied to text books, teachers and students for to analize conceptions. In the second place, to contrast and verify his hypothesis about the changes that introduce the activities, he has designed and made a set of them by iterative process based in the constructivist theory, inserted in the habitual programs, that deal about the relations and interactions between science, technology and society in an alternative way, which have been doing for various experimental groups. Beside the test and formularys related with the first hypothesis, to study the conceptual differences, these students have done and answer another questionaries related with the execution of the proposal activities (its interest, which they have learn, etc.). Also another teachers give their opinions about the diverse activities. The author proves that the designed STS activities produce the desire effects on the pupils.

En el presente trabajo de Tesis se ha realizado un estudio teórico de las principales propiedades de los puntos cuánticos semiconductores auto-organizados (SAQDs). Estas estructuras surgen de la unión de diferentes materiales semiconductores donde la contribución de uno de ellos presenta una escala nanométrica. Debido a su reducido tamaño, estas nanoestructuras son capaces de confinar espacialmente los electrones que se hallen en su interior. Es por ello que presentan unas propiedades más parecidas a las de un átomo que a las de una estructura semiconductora. Todo ello conduce a que se espere una mejora en el rendimiento de los dispositivos basados en SAQDs.El estudio teórico ha sido divido en tres grandes bloques bien diferenciados. En la primera parte se han estudiado algunas propiedades generales de estas nanoestructuras. Debido al proceso de crecimiento por el que los SAQDs son fabricados es preciso abordar un estudio de la distribución de la deformación. Para ello hemos recurrido al método de las inclusiones de Eshelby. Dependiendo de las propiedades de los materiales constituyentes de la nanoestructura, también puede resultar necesario el estudio del potencial interno. Este punto ha sido abordado haciendo uso de la teoría del electromagnetismo. En el segundo bloque se ha procedido al estudio de la estructura electrónica recurriendo al método k·p y a la teoría de la masa efectiva. En el tercer y último bloque se ha tratado el problema de la interacción entre los electrones confinados en un SAQD, para lo cual se ha hecho uso del método de la interacción de configuraciones. Los resultados numéricos correspondientes a cada una de las partes descritas han sido obtenidos en base a los sistemas InAs/GaAs y GaN/AlN. El primero de ellos tiene un gran interés en la industria de las telecomunicaciones y el segundo en el campo de los dispositivos optoelectrónicos que operan en la región del espectro denominada de longitud de onda corta, i.e. en el azul y ultravioleta próximo. / The present work contains a theoretical study of the most relevant properties of self-organized semiconductor quantum dots (SAQDs). These structures consist of spontaneously grown island of nanoscale dimensions. This particularly size reduction offers the possibility to spatially confine a finite number of electrons in its interior, and are therefore often called artificial atoms. The theoretical study has been divided in three main parts. In the first part some general properties has been object of study. As a consequence of the growth process employed in the fabrication of SAQDs it is very important to study the strain distribution in these systems. The Eshelby's method of inclusions has been implemented to tackle this task. The study of the internal potential, when the materials of the system require to be considered, has been made employing the electromagnetism theory. The second part is dedicated to the description of the electronic structure. The electronic structure has been calculated with the help of the kp method and the effective mass theory. Finally, the third part of the study deals with the coulomb interaction between the confined particles. For this study the configuration interaction method has been employed.The numerical results presented in the text have been obtained for the systems InAs/GaAs and GaN/AlN. The former presents promising properties for the optical telecommunication industry. The later is a good candidate for the development of new optoelectronic devices to work in the electromagnetic spectrum range of short wavelengths, i.e. form blue to near ultraviolet.

Hemos combinado fotolumiscencia en onda continua (PL) y resuelta en tiempo (TRPL) en el estudio de colectivos de puntos cuánticos (QD) con diferentes formas. Se presenta un análisis sistemático del tiempo de decaimiento en función de la temperatura a través de un modelo de ecuaciones de balance que incluye escape térmico de portadores. El incremento del tiempo de vida en el rango de baja temperatura se describe a través de la termalización excitónica a un estado oscuro.Hemos realizado microscopia confocal en un único punto cuántico, que muestra un cambio brusco en sus transiciones ópticas bajo excitación óptica selectiva. El análisis de la micro-PL y TRPL combinados en base a un modelo de ecuaciones de microestados, permite la estimación precisa del rango de tiempos implicados en los distintos procesos físicos. Se pueden diseñar nuevos experimentos para medir directamente el tiempo que el electrón extra permanece en el QD, después de la captura a través de la impureza.Finalmente, se ha medido la dinámica de la ganancia en un amplificador óptico de semiconductor (SOA) basado en puntos quánticos tras amplificar trenes de pulsos cortos. El papel de la captura directa desde el reservorio 2D al estado fundamental del QD se clarifica cuando se trabaja en el régimen de saturación óptica. Un modelo de ecuaciones de balance nos permite describir el proceso de la recuperación de ganancia como un proceso de reequilibrio térmico. Esta descripción permite extraer los parámetros que gobiernan la dinámica de amplificación, y usarlos para el diseño o análisis del funcionamiento de láseres y amplificadores basados en puntos quánticos. / We have combined continuous wave photoluminescence (PL) and time resolved photoluminescence(TRPL) to the study of different shape quantum dots (QD) ensembles. A systematic analysis of the decay times as a function of temperatures is presented within a rate equation model including carrier escape at high temperatures. The increase of the decay time in the range of low temperature is described through exciton thermalization to a dark state.We have performed confocal microscopy on a single QD, that exhibits optical switching effect under optical selective pumping. The analysis of micro-PL and TRPL combined experimental data in the framework of a microstate master equation model, allows to accurately estimate the time ranges involved in the different physical processes.Future experiments are proposed to directly measure the time that the extra electron stays on the QD after the impurity mediated capture and evaluate its origin.Finally, the gain dynamics of a QD based Semiconductor optical amplifier (SOA) under short train pulses is measured. The role of direct capture from the 2D reservoir to the QD ground state is clari_ed when working in the optical saturation regime. A rate equation model allows us to describe the gain recovery process as a thermal re-equilibrium process. This description allows to extract the parameters governing the amplification dynamics, and use them in the design or performance analysis of QD based lasers and amplifiers.

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Aquesta tesi és un primer pas cap al control de les correccions quàntiques en la Teoria Quiral de Ressonàncies, l'esquema que nosaltres suggerim per treballar amb QCD en la regió de les ressonàncies. El Capítol 1 és una petita introducció a les teories efectives, l'eina clau a l'hora de descriure QCD a energies baixes o intermèdies, on els graus de llibertat del lagrangià de QCD han estat integrats. Pel seu interés i relació amb el treball, ens centrem en la Teoria de Pertorbacions Quirals (ChPT).Després d'aquesta introducció teòrica, en el Capítol 3 es calcula el factor de forma vectorial del pió a ordre subdominant en la expansió en 1/N(C). El comportament ultraviolat del càlcul és analitzat, juntament amb els contratermes que es necessiten per renormalitzar la teoria, és a dir, per tenir una teoria finita. El límit de llargues distàncies permet determinar els acoblaments quirals de la Teoria de Pertorbacions Quirals a ordre subdominant.En el Capítol 4 es presenta un estudi complet de tots els factors de forma de dos cossos en QCD en el límit d'un gran nombre de colors. Presentem un mètode dispersiu que permet relacionar aquests factors de forma amb certs acoblaments quirals, i per tant s'obtenen prediccions teòriques a ordre subdominant. S'utilitza aquest mètode per calcular la funció de dos punts escalar i pseudoescalar. Tot considerant un bon comportament a altes energies de la diferència d'aquestes funcions, Pi(t)=Pi_S(t)-Pi_P(t), hom troba aquest observable en terms únicament de la constant de desintegració del pió i de les masses de les ressonàncies. L'expansió a baixes energies d'aquest resultat prediu la constant quiral L8.En el Capítol 5 avaluem la funció beta a un loop del lagrangià de ressonàncies amb un multiplet de ressonàncies escalars i pseudoescalars solament, considerant acoblaments bilineals en els camps massius de ressonàncies, tot considerant el mètodo del camp de fons. / This PhD thesis is a first step towards the control of the quantum corrections in the Resonance Chiral Theory, the suggested framework to handle QCD in the resonance region. After a theoretical introduction, Chapter 3 is devoted to calculate the vector form factor of the pion at the next-to-leading order in the 1/N(C) expansion. The ultraviolet behaviour of the calculation is analyzed, together with the needed counterterms in the renormalization procedure. The long-distance limit allows to determine the resonance contribution to the low-energy constants of Chiral Perturbation Theory at the NLO in 1/N(C). In Chapter 4 a study of the two-body hadronic form factors from large-N(C) QCD is shown. We present a dispersive method which allows to investigate the chiral LECs and we perform a NLO calculation of the scalar and pseudoscalar two-point functions. Imposing the correct QCD short-distance constraints, one determines their difference Pi(t)=Pi_S(t)-Pi_P(t) in terms of the pion decay constant and resonance masses. Its low-momentum expansion fixes then the ChPT coupling L(8). In Chapter 5 we evaluate the beta-function at one-loop of the resonance lagrangian with one multiplet of scalar and pseudoscalar resonances, up to bilinear couplings in the resonance fields, by using the background field method.

Eleven-dimensional M Theory is conjectured to contain and unify quantum gravity and the rest of fundamental interactions. Despite its current lack of a precise formulation, hints and information about M Theory can be retrieved from its low energy limit, eleven-dimensional supergravity. In fact, this Thesis aims to make progress towards the understanding of M Theory by the study of eleven dimensional supergravity. Two important questions in M Theory yet to be solved are 1) how many supersymmetries can an M Theory background preserve and 2) what is the symmetry of M Theory. Both questions are addressed in this Thesis at the D=11 supergravity level.The former question can be studied for purely bosonic solutions by means of generalized holonomy, namely, the holonomy of the supersymmetric connection defining the supersymmetry variation of the gravitino. The role of generalized holonomy in this context is reviewed, and successive covariant derivatives of the curvature of the supersymmetry connection are shown to be necessary to properly define the generalized holonomy algebra.As for the later, the underlying gauge group structure of D=11 supergravity becomes manifest when its three-form field A_3 is expressed through a set of one-form gauge fields, associated with the generators of a family of enlarged supersymmetry algebras (which are fermionic extensions of the M Theory superalgebra). The problem can be tackled by trivializing a standard supersymmetry algebra Chevalley-Eilenberg four-cocycle (associated to dA_3) on the enlarged superalgebras. The family of trivializing superalgebras are related to osp(1|32) through "expansion", a method to obtain new Lie (super)algebras of increasing dimensions from given ones, that is also discussed.This analysis of the underlying gauge symmetry of D=11 supergravity leads naturally to enlarged supersymmetry algebras and superspaces making, thus, natural to consider actions for objects moving in such spaces. In particular, a string moving in tensorial space is discussed, describing the excitations of a state preserving 30 out of 32 supersymmetries (hence composed of two preons, hypothetical constituents of M Theory preserving 31 supersymmetries). A G-frame method is also discussed to study hypothetical preonic solutions of supergravity. / La Teoría M se postula como unificadora de la gravedad cuántica y el resto de interacciones fundamentales. Pese a carecer actualmente de formulación precisa, se puede obtener información sobre ella a partir de su límite de baja energía, la supergravedad once-dimensional. De hecho, esta Tesis pretende contribuir al progreso en el entendimiento de la Teoría M mediante el estudio de la supergravedad en D=11. Dos cuestiones importantes en Teoría M pendientes de resolver son 1) cuántas supersimetrías puede preservar una solución de Teoría M y 2) cuál es la simetría de la Teoría M. Se discuten estas cuestiones desde el punto de vista de la supergravedad en D=11.La primera cuestión se puede estudiar mediante la holonomía generalizada, es decir, la holonomía de la conexión supersimétrica que define la variación del gravitino bajo supersimetría. Se revisa el papel de la holonomía generalizada y se demuestra que las derivadas covariantes sucesivas de la curvatura de la conexión supersimétrica son necesarias para definir convenientemente el álgebra de holonomía generalizada.En cuanto a la segunda cuestión, el grupo de gauge subyacente a la supergravedad en D=11 queda al descubierto al expresar la tres-forma A_3 por medio de un conjunto de uno-formas de gauge asociadas a una familia de álgebras de supersimetría agrandadas. El problema se reduce a la trivialización sobre las álgebras agrandadas de un cuatro-cociclo (asociado a dA_3) del álgebra de supersimetría estándar. Las superálgebras de trivialización están relacionadas con osp(1|32) a través de cierta "expansión", un método, explicado en detalle, para obtener a partir de una (super)álgebras otras nuevas, de dimensiones crecientes. Este análisis conduce de forma natural a álgebras de supersimetría y superespacios agrandados, haciendo, pues, posible el planteamiento de acciones para objetos móviles en esos espacios. En particular, se discute una cuerda moviéndose en el espacio tensorial, que describe las excitaciones de un estado que preserva 30 supersimetrías de 32 (y compuesto, por tanto, de dos preones, los constituyentes hipotéticos de la Teoría M). También se discute un método de "G-frame" para el estudio de hipotéticas soluciones preónicas de supergravedad.

En la actualidad, los dispositivos de cristal líquido son los moduladores espaciales de luz (SLM) más extendidos. Entre ellos, destacan los dispositivos de cristal líquido nemático de giro helicoidal (TNLCD) de pequeño formato, que se utilizan desde hace décadas en el diseño de sistemas de videoproyección. En tales aplicaciones los TNLCD funcionan como moduladores de intensidad, por lo que suelen estar optimizados para alcanzar un contraste máximo. Sin embargo, el uso de los TNLCD como moduladores puros de fase despierta un gran interés debido al bajo coste, alta resolución espacial y facilidad de control electrónico de estos dispositivos. La utilización de un TNLCD comercial como modulador puro de fase requiere (como paso previo al proceso de optimización) una calibración precisa de sus propiedades de modulación. En primer lugar, es preciso determinar de forma unívoca las constantes físicas con que se han diseñado las celdas de cristal líquido (tales como el giro molecular, la birrefringencia del material o la orientación de las moléculas en el plano de entrada del cristal). En segundo lugar, se ha de desarrollar algún método que permita predecir el cambio en las propiedades ópticas de las celdas de cristal líquido cuando sobre ellas se establece un campo eléctrico.El objetivo de esta tesis es triple: en primer lugar, se desea calibrar de forma completa y unívoca un TNLCD comercial; en segundo lugar, optimizar su comportamiento modulador para alcanzar una respuesta pura de fase y, por último, dar los primeros pasos para la aplicación de este tipo de dispositivos en el campo de la Óptica Adaptativa. La calibración de un TNLCD comercial que hemos realizado en este trabajo se basa en la equivalencia entre un dispositivo de polarización no absorbente (descrito por un matriz de Jones unitaria) y un sistema óptico formado por una lámina retardadora seguida de un rotor (modelo de retardador-rotor). En la búsqueda de una configuración pura de fase se ha empleado la descripción geométrica de los estados de polarización en la esfera de Poincaré. En virtud del teorema de equivalencia, la acción de un TNLCD sobre un estado incidente se puede describir mediante dos rotaciones sucesivas en la superficie de dicha esfera. Este hecho se ha empleado como herramienta de diseño para la obtención de diversas configuraciones polarimétricas que permiten optimizar la respuesta en fase del dispositivo. Los TNLCD comerciales se caracterizan por su alta resolución espacial a un coste relativamente bajo. Estas ventajas resultan especialmente atractivas en el marco de la Óptica Adaptativa (AO), donde se requiere la detección y corrección de frentes de onda en tiempos menores que la fluctuación media del frente. En esta tesis, se presentan dos aplicaciones en este campo, utilizando para ello un TNLCD cuya respuesta en fase ha sido previamente optimizada. En primer lugar, el dispositivo se emplea en la corrección del astigmatismo que aparece en los segmentos focales generados por un axicón circular iluminado fuera de eje. Esto se consigue programando en el TNLCD un axicón elíptico con un grado de elipticidad variable que se ajusta a la inclinación del haz incidente. En segundo lugar, se presenta un esquema de codificación de cuatro niveles que permite la compensación eficaz de aberraciones de magnitudes similares a las encontradas en el ojo humano. Esto constituye un primer paso para el uso de moduladores de cristal líquido de bajo coste en sistemas ópticos de AO retroalimentados, de especial interés en aplicaciones oftalmológicas. / Widespread use of twisted nematic liquid crystal displays (TNLCDs) in optics is based on their inherent ability to spatially modulate an optical beam in a programmable manner. TNLCDs obtained from commercial projection systems are the most extended devices due to their relative ease of availability and low cost. In this situation, no precise information about design parameters of liquid crystal cells is available. Furthermore, for optimizing the modulation response of a TNLCD, it is required a reliable model to describe the molecular behaviour of a liquid crystal cell with an applied electric field.In this work, we describe an original method for a complete and univocal calibration of a TNLCD based on the equivalence between a liquid crystal cell and an optical system that consists of a linear retarder followed by a rotator. With the aid of this equivalent retarder-rotator approach, we determine the modulation response of a TNLCD by means of an easily implemented polarimetric arrangement. The retarder-rotator approach allows us to describe the action of the liquid crystal cell by two consecutive rotations on the Poincaré sphere. This geometrical description offers a useful tool for the engineering of the light-modulation capabilities of a TNLCD. In this way, we propose several methods for achieving a phase-only modulation with a commercially available display. Off-the-shelf TNLCDs are characterized by the combination of a high spatial resolution with a very low cost. This feature results especially outstanding in Adaptive Optics (AO). Here, we present two applications in this field. First, we use an optimized TNLCD for correcting the astigmatism that appears in the focal segment generated by a circular axicon illuminated at a non-normal incidence. This correction is achieved by displaying onto the TNLCD an elliptical axicon with an ellipticity adjusted to the inclination angle of the incident light. In the second application, we describe an efficient four-level phase encoding scheme that allows us to use a conventional TNLCD for compensating optical aberrations as those typically found in human eyes. This proof-of-concept is a step toward the use of low-cost modulators in a close-loop AO system for vision applications.

La detección de objetos tridimensionales (3D) puede considerarse, hasta cierto punto, como una extensión al reconocimiento clásico en el caso bidimensional. Son múltiples las aplicaciones prácticas de este campo, como por ejemplo las militares, las relacionadas con el tráfico, médicas, etc. Una de las mayores dificultades que se presenta en el reconocimiento de objetos, ya sea 2D o 3D, es la diversidad de alteraciones que puede presentar el objeto que queremos reconocer. En general, una modificación del objeto dificulta o imposibilita su detección. Así, se hace necesario el desarrollo de técnicas específicas para reconocer un mismo objeto de manera invariante a una alteración concreta o un conjunto de ellas, tales como cambios de orientación, de escala, de proyección, etc.En este trabajo planteamos diversos métodos para superar las limitaciones producidas por los diferentes cambios del objeto al reconocimiento tridimensional. Todos los métodos que hemos desarrollado tienen en común el uso de correlaciones. Esta es la herramienta básica del reconocimiento bidimensional ya da un criterio de similitud entre funciones, está relacionada de forma inversa con el error cuadrático medio y es fácil de implementar, tanto óptica como digitalmente.También el propio reconocimiento de objetos 3D plantea una serie de problemas cuya naturaleza es diferente a los que nos encontramos en el caso 2D. El hecho de tener una dimensión espacial adicional amplía la necesidad de cálculos y la obtención y almacenamiento de una mayor cantidad de información. Además, el considerar algún tipo de alteración al objeto implica un aumento de complejidad mayor en el caso de reconocimiento 3D que el experimentado en el 2D. Por ejemplo, el caso de reconocimiento 2D es un problema con dos grados de libertad mientras que el 3D tiene tres grados de libertad. Considerando rotaciones en el objeto: en 2D se han de concretar tres grados de libertad, dos coordenadas espaciales más la rotación. En el caso 3D se han de concretar seis grados de libertad, tres coordenadas espaciales más tres ángulos para la rotación. Por todo esto, el principal objetivo de este trabajo es desarrollar métodos de reconocimiento que permitan reconocer objetos 3D sometidos a diversas alteraciones, o conjunto de ellas.Comenzaremos abordando el caso de reconocimiento frente a cambios de iluminación y continuaremos con diversas alteraciones geométricas, como cambios en la rotación y la escala.Esta distinción entre los capítulos no es casual sino que responde a la metodología usada. En el capítulo 2 veremos cómo el reconocimiento invariante frente a una alteración, en principio compleja, los cambios de iluminación, equivale a determinar la pertenencia de un vector a un determinado subespacio vectorial.En el resto de capítulos usaremos una codificación que nos permita reducir ciertas modificaciones del objeto 3D a problemas similares al tratado en el segundo capítulo. En el capítulo 3 tratará en detalle la codificación que proponemos, viéndose como la aplicación de dicha codificación a las imágenes de rango, posee unas propiedades que permiten su aplicación directa al reconocimiento y estimación de rotaciones de objetos tridimensionales.En el cuarto capítulo veremos cómo una de las propiedades de dicha codificación nos permite reducir la complejidad de la variación de escala a una mera multiplicación por una constante. En el quinto y último capítulo trataremos, con una combinación de los métodos desarrollados en los capítulos 2 y 3, el caso en el que se someta a un objeto simultáneamente a cambios de escala y rotación que, nuevamente, se puede reducir a un caso más sencillo matemáticamente mediante un proceso de codificación. / Detection of three-dimensional (3D) objects can be usually considered as an extension of classic 2D object recognition. There're many practical applications of this field as military, traffic related, medical, etc. One of the main difficulties for object recognition, both in 2D or 3D, is the diversity of alterations that can affect the target. Generally, a modification of the target difficults or makes impossible its detection. So, it's useful the development of some specific techniques in order to detect a target object under some kind of alteration as rotation, scale, projection, etc. , or many of them simultaneously. In this work we introduce methods for 3D recognition when the object is affected by one or several alterations. All the methods will use correlations. Correlation is the basic operation for 2D object recognition because it gives a similarity criterion, and it is easy to implement, both optically and digitally.Also, the recognition of 3D objects has associated a set of different drawbacks in comparison with 2D recognition. Having an additional spatial dimension implies an increase of mathematical and information storage requirements. Also, considering some kind of alteration of the target increases the cost of such implementation. The work is structured in chapters, devoting in each of them a different method of recognition geared to a particular alteration.We will start with object recognition under illumination changes and follow with different geometric alterations. The distinction between chapters reflects the methodology elected. In chapter 2 we show how an alteration, potentially complex, is equivalent to determine if a vector is part of a particular vectorial sub-space.In the rest of chapters we use a codification previous to the detection that simplifies the 3D object alterations. Chapter 3 shows how this codification has relevant properties when they are applied to 3D object detection and rotation estimation.In chapter four we study another property of this codification that allows lessening the scale change problem to a multiplication by a constant. In fifth and last chapter we propose a combination of methods previously exposed that deal with simultaneous scale and rotation changes of 3D objects.

A pesar de que en el Protocolo de Kyoto (1997) no se tomaron medidas para restringir la emisión a la atmósfera de las partículas de origen antropogénico, la influencia que tienen éstas sobre el clima se estima comparable a la de los gases de efecto invernadero. La ausencia de directrices estuvo motivada por el escaso conocimiento de las propiedades y mecanismos de formación y eliminación de los aerosoles en la atmósfera, y por tanto su efecto neto sobre el clima futuro. El presente trabajo se enmarca dentro de la necesidad de mejorar la comprensión del sistema. Para ello se aborda experimentalmente la caracterización climatológica de las propiedades de los aerosoles y de sus mecanismos de transporte, mediante técnicas de fotometría solar, en una estación situada en la zona metropolitana de Valencia. Los resultados son extrapolables a otras regiones desarrolladas del Mediterráneo occidental europeo, sometidas no sólo a la influencia de partículas de origen natural sino también antropogénico. La propagación de la radiación electromagnética solar en su paso por la atmósfera está afectada por la absorción y la dispersión de las moléculas y las partículas en suspensión. Estas partículas en suspensión, juegan un papel muy importante no solo en la evolución del clima terrestre sino también en la corrección de la señal recibida por los satélites de observación de la tierra. Para el cálculo de las propiedades de estos aerosoles, se ha empleado un fotómetro solar automático CIMEL, modelo CE318. Este instrumento permite la medida de la irradiancia directa y la radiancia difusa del cielo en varios canales. La versión del instrumento aquí empleado posee cuatro canales útiles para el cálculo de las propiedades de los aerosoles y un canal para estimar el contenido en vapor de agua en la columna atmosférica. Este instrumento es el estándar de la red internacional AERONET (AERosol RObotic NETwork).Por otro lado, existen diversos algoritmos de inversión que permiten obtener las propiedades ópticas de estos aerosoles a partir de las medidas del fotómetro CIMEL. En concreto el algoritmo empleado ha sido el Skyrad.Pack, que posibilita la obtención de parámetros como el índice de refracción complejo, el albedo de dispersión simple, el parámetro de asimetría, la función de fase y la función de distribución de tamaños. Los resultados de este trabajo se han dividido en tres partes. En el primero de ellos se caracteriza la instrumentación, especialmente en lo relativo a la calibración de sus componentes directa y difusa, la dependencia térmica de los sensores y una corrección novedosa de la simetría de la medida de almucantar, lo que permite una mejora sensible de los resultados.Una segunda parte se dedica a la caracterización climatológica de los aerosoles en la zona metropolitana de Valencia, incluyendo el estudio de su comportamiento anual, estacional y mensual. Esta caracterización es de utilidad a la hora de conocer las tendencias y patrones temporales de los aerosoles. Por último, se aborda el estudio de la relación existente entre el origen de las masas de aire dominantes y las propiedades de las partículas que arrastran, encontrando una clara relación entre ambas. En los apéndices se han incluido los resultados numéricos agrupados en tablas, para su posterior uso en aplicaciones climatológicas y de teledetección, cuando estos estudios se realizan en zonas metropolitanas del Mediterráneo occidental europeo / There is a real need on improving our knowledge of the physical and optical properties of the atmospheric particles. These particles (called aerosols) are important on the atmosphere and Earth systems. Their effect on the climate prediction is decisive, and moreover they degrade the quality of remote sensed images. Therefore, this work is aimed at characterising the climatological properties of the atmospheric aerosols, and their transport mechanisms. For this purpouse, we have applied sunphotometry experimental technics in a site located in the suburbs of Valencia city at the east coast of Spain. For the aerosol properties retrieval, we have employed two automatic CIMEL sunphotometers, model CE318. This equipment measures solar direct radiation and sky diffuse radiance. On the other hand, there are few inversion algorithms for deriving the optical properties from the sun - sky sunphotometer measurements. The one employed in this work has been Skyrad.Pack. This algorithm retrieves the aerosol size distribution function, scattering phase function, single scattering albedo, complex refractive index and asymmetry parameter. The results of this work have been divided in three parts. In the first one the instrumentation has been characterised: calibration monitoring of the direct and diffuse components, thermal effects on the sensors and its correction, and a novel correction method for accounting for lateral deviation of the solar pointing. These corrections introduce an important improvement on the results. A second part is devoted to the climatological characterisation of the aerosols in the suburban area of Valencia. The annual, seasonal and monthly trends are also analysed, with a detailed statistical study. The third part is aimed at finding a relationship between the dominant air masses geographical origins and the particles properties, as they are brought by the air masses from remote source areas.Finally, a large number of tables have been also prepared and presented at the appendix for consultation, when climatological or remote sensing studies must be done at regions in western Europe, that are affected by pollution from medium size cities and also by maritime or north african air masses.