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Breast cancer is one of the greatest problems of national and international public health, whose incidence among women population shows an increasing trend. Nowadays there are several elastographic techniques, which seek to characterize the tissue, that is, to analyze the response produced by the application of a perturbation in the medium, to describe its mechanical properties. Among the modalities used are ultrasound, nuclear magnetic resonance and optical coherence tomography. On the other hand, among the types of disturbance used are low frequency mechanical waves, a uniform compression force or acoustic radiation force. In this thesis work, ultrasound was used due to its low economical cost in comparison to the other modalities. In addition, the type of perturbation selected was the external mechanical vibration, as it ensures the achievement of quantitative results, there is no risk of temperature rise in the analyzed area and allows the repeatability of the results obtained. Hence, two elastographic techniques were the axes of the present work: vibro-elastography and normal vibration holography. For the first, a calibrated phantom and a gelatin-based phantom were used, in order to characterize and validate the technique over a wide range of excitation frequencies. Posteriorly, 18 patients were analyzed prior biopsy exam, obtaining elastograms and contrasting them with the respective biopsy results. The results suggest that the technique is able to identify the presence of benign or malignant cancer, and the elasticity estimated agree with values reported in the literature. The second technique is proposed in the elastography field for the first time. Based on holography, its experimental scheme is established, and the mathematical expression for shear speed estimation is presented. Results from simulation and experiments performed on homogeneous and heterogeneous phantoms are presented, and the estimates are compared with previously obtained reference values. The results suggest that the estimates are close to the reference values for all media tested, and the technique must be studied in depth to revert artifacts formation. / Tesis

La recerca dels components fonamentals de la natura és l’objectiu primordial de la física de partícules. Des del descobriment de l’àtom, estructures més i més fonamentals s’han descobert, les quals componen la matèria. El Model Estàndar de la física de partícules assumeix l’existència d’una sèrie de partícules considerades fonamentals, incloent el bosó de Higgs. No obstant, hi ha fortes motivacions per creure que almenys algunes d’aquestes partícules són compostes i, de fet, la seva naturalesa es podria revelar a l’LHC. El principal problema de les teories que descriuen partícules compostes és el fet de que, en certs regims, els constituents d’aquestes estan fortament acoblats. El tractament de teories fortament acoblades és un dels reptes més importants en la física de partícules actual ja que aquest tipus de teories no poden ésser tractades en el marc de la Teoria Quàntica de Camps, que és l’eina principal en la física teòrica d’altes energies. L’estudi de models en dimensions extra ha aportat una visió més profunda d’aquest problema, ja que aquests models es poden entendre com teories ‘hologràfiques’ que exhibeixen una dinàmica d’acoblament fort. El propòsit d’aquesta tesis és l’estudi de diferents sistemes de partícules compostes. Ens centrem en el desenvolupament de models en dimensions extra que es poden considerar com anàlegs a sistemes fortament acoblats presents a la natura, aquests són la Cromodinàmica Quàntica i els sistemes superconductors. A més també analitzem el cas de la naturalesa composta dels quarks de manera genèrica a través de l’estudi dels efectes de models explícits a energies inferiors a l’escala de nova física. / The search for compositeness is a paramount goal in particle physics. Since the discovery of the atom, more and more fundamental structures have been discovered in nature from which matter is compound. The Standard Model of particle physics assumes the existence of a set of fundamental particles, including the Higgs boson, that possess no structure. Nevertheless there are strong motivations to believe that at least some of them could be composite and indeed its nature could be unraveled at the LHC. The main difficulty of theories of composite particles is that, in certain regimes, their constituents are strongly coupled. Dealing with strongly coupled theories is a major puzzle in theoretical physics since they can not be understood in the usual framework of Quantum Field Theories, which is the main tool available in theoretical high energy physics. Fortunately, the study of extra dimensional theories has allowed us to gain deeper insights on this issue since these models can be viewed as ‘holographic’ theories exhibiting strong dynamics. The purpose of this thesis is the study of different composite systems which exhibit strong dynamics. We focus on the development and study of extra dimensional models which can be interpreted as analogs of some strongly interacting systems present in nature, these are Quantum Chromodynamics and superconducting systems. Moreover we also analyze the case of quark compositeness in a model independent way by studying the effects of explicit models at energies below the cut-off scale of New Physics.

Por lo general, la presencia o aparición de ciertas enfermedades está relacionada a la variación de las propiedades mecánicas (en particular, elásticas) del tejido blando. Entre las técnicas de caracterización de estas propiedades se encuentra la Sonoelastografía Cuantitativa, la cual se ha venido desarrollando en el Laboratorio de Imágenes Médicas de la PUCP, y cuyo funcionamiento está basado en la aplicación de vibraciones mecánicas de baja frecuencia sobre el tejido, con la finalidad de analizar la forma de propagación de la excitación inducida y caracterizar de manera cuantitativa las propiedades mecánicas mostradas. Inicialmente se emplearon dos técnicas sonoelastográficas: Sonoelastografía de Crawling Waves (CWS) y Holografía de Onda de Corte (SWH), las cuales fueron aplicadas sobre un maniquí homogéneo de 10 % de concentración de gelatina y sobre uno de 15% de concentración de gelatina, estimando la velocidad de onda de corte en ambos maniquíes, así como la desviación estándar. A continuación se propone la Sonoelastografía por Holografía Digital (DHS), una técnica que presenta un esquema experimental sencillo, con menor instrumentación y por ende con potencial para aplicaciones in vivo, a diferencia de las dos técnicas previamente analizadas. Se diseña un algoritmo para la formación de patrones de interferencia, a partir de los cuales se estimó la velocidad de propagación y la desviación estándar de un maniquí de 10% de concentración de gelatina y otro de 15% de concentración. Por último, se comparan los resultados obtenidos con las tres técnicas, usando al tiempo de vuelo para poder calcular un valor de velocidad de referencia. Para el caso del maniquí de 10% de concentración, el valor de referencia es de 2.0064 m/s, con CWS se obtuvo 2.0111 ± 0.0383 m/s, con SWH 1.9167 ± 0.0477 m/s y con DHS 2.1067 ± 0.0691 m/s. Por otro lado, para el maniquí de 15% de concentración se obtuvo un valor de referencia de 2.7916 m/s, con CWS se obtuvo 2.8170 ± 0.0565 m/s, con SWH 2.8560 ± 0.1600 m/s y con DHS 2.1449 ± 0.0957 m/s. Para cuantificar la precisión de la estimación se calculó el error relativo entre el resultado obtenido con la técnica propuesta DHS y valor de referencia en cada caso. De esta manera, el error fue de 4.99% en el caso del maniquí de 10% de concentración, mientras que en el maniquí de 15% fue de 23.16%. En tal sentido, se concluye que la técnica realiza una adecuada estimación de velocidad de corte para maniquíes de baja concentración, pues a medida que la concentración aumenta el error en la estimación también lo hace. / Tesis

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La presente tesis doctoral trata sobre recientes contribuciones en el contexto de super uidos holográ cos. Esto signi ca intentar preguntar y responder cuestiones relevantes acerca de super uidos fuertemente acoplados en el contexto de la conjetura de AdS/CFT. Siendo así, investigamos agujeros negros cargado y campos en un espacio asintóticamente AdS que consideramos buenos candidatos a duales gravitatorios de un super uido. Luego usando el diccionario holográ co vemos qué fenomenología obtenemos para los material que viven en el borde de AdS y esperamos que dicha fenomenología sea relevante. La tesis se organiza de la siguiente manera: Como toda tesis, comienza con una breve introducción al tema, donde se explican conceptos básicos de la conjetura de Maldacena y el Diccionario escrito por Gubser, Klebanov, Polyakov y Witten. Además en dicha introducción se habla sobre algunos de los desafíos actuales en el contexto de materia condensada y sobre cómo la holografía podría ayudar a superar algunos de estos desafíos. Luego se procede a narrar las contribuciones originales del autor al tema, que resumiremos a continuación. En el capítulo 2 se comenta el trabajo fundacional en el tema, por Hartnoll, Herzog y Horowitz para luego ir un paso más allá y estudiar el caso desordenado. El desorden se logra mediante considerando un potencial químico con una dependencia espacial aleatoria. Luego en el capítulo 3 se estudia la Entropía de entrelazamiento de un modelo con parámetro de orden vectorial. Extensión natural de estos dos modelos, imaginamos un super uido holográ co con simetría U(2), que nos acompañará desde el capítulo 4 en adelante. De este último modelo estudiaremos conductividades, modos quasinormales, y su comportamiento ante otras fuentes externas, como la velocidad o un segundo potencial químico.

En esta Tesis se presenta una completa caracterización y modelización de diferentes fotopolímeros para cada uso particular. Se han fabricado y caracterizado Elementos Ópticos Difractivos (EOD) estáticos en diferentes composiciones, como las basadas en polivinilalcohol acrilamida (PVA/AA) y uno de los fotopolímeros más biocompatibles que existen, desarrollado por el Grupo de Holografía y Procesado Óptico de la Universidad de Alicante, llamado Biophotopol. Además, se ha utilizado un nuevo material holográfico, el fotopolímero holográfico con moléculas dispersas de cristal líquido (H-PDLC), que permite la fabricación de EODs dinámicos sintonizables. Para alcanzar este objetivo, se han desarrollado arquitecturas híbridas óptico-digitales con moduladores espaciales de luz por transmisión y por reflexión con el fin de estudiar las propiedades de los EOD registrados en los materiales. En este sentido, la inclusión en los dispositivos experimentales de un modulador espacial de luz con tecnología de cristal líquido sobre silicio (LCoS), de alta resolución y un pequeño tamaño de pixel, permite llevar a cabo el registro de EODs complejos como redes en diente de sierra o lentes difractivas. Se han analizado diferentes formulaciones de los materiales empleando técnicas avanzadas de medida para determinar los principales parámetros físicos que gobiernan el comportamiento de los fotopolímeros durante el registro de EOD. Partiendo de un modelo de difusión previo, se han implementado diferentes mejoras y se ha estudiado la validez del mismo para diferentes composiciones químicas y EODs. Este modelo permite obtener una idea exacta de la mejor distribución de intensidad necesaria para registrar cada EOD en los fotopolímeros, no sólo en los perfiles más simples sino en perfiles más complejos como los ya mencionados

Ministerio de Ciencia y Tecnología (CICYT), proyecto "Polímeros fluorescentes para aplicaciones en técnicas láser dirigidas al desarrollo de un dispositivo para almacenamiento holográfico de información" MAT2000-1361-C04-04.