Áreas de Investigación

El Área de Física de Líquidos se ha consolidado como uno de los focos de investigación en el país con gran experiencia y tradición en el estudio de propiedades de la materia en fase líquida y en otras fases similares (en sus características estructurales y termodinámicas más generales).

Las líneas de investigación que se abordan actualente son las siguientes:

El análisis de propiedades estructurales y termodinámicas de fases e interfases fluídas de sistemas moleculares simples y complejos empleando métodos de Dinámica Molecular y Monte Carlo. Este tipo de estudios forma parte del proyecto de Termodinámica Molecular Computacional, cuyo objetivo es el entendimiento, desde el punto de vista molecular, de las propiedades estáticas, dinámicas, ópticas y estructurales de fases e interfases estables de fluídos a partir de las interacciones moleculares. Las metodologías de análisis comprenden desde soluciones numéricas de sistemas de ecuaciones integro­diferenciales hasta simulaciones numéricas de gran desempeño las cuales requieren de herramientas de cómputo robustas (procesadorers en paralelo, clusters y GPUS). 

Por otra parte, a través del proyecto de Termodinámica Molecular Teórica se busca dilucidar la relación funcional entre las propiedades termodinámicas de las sustancias y sus características moleculares, así como desarrollar modelos teóricos sustentados en la mecánica estadística y aplicables a sustancias puras y mezclas. En este contexto, se estudia la teoría de ecuaciones de estado; principios termodinámicos como los estados y sistemas correspondientes y conceptos como el mapeo de sistemas. Así, la teoría de líquidos se aplica , a través de ecuaciones integrales y métodos perturbativos, para generar ecuaciones de estado analíticas para diversos sistemas. También se analizan los efectos de distintas características moleculares (diámetros, energía, forma, momentos electrostáticos, puentes de hidrógeno) sobre las propiedades termodinámicas, en especial sobre el diagrama de fases de los fluídos y se generan potenciales efectivos para representar de manera simplificada las interacciones moleculares, estudiándose las propiedades de sistemas con tales interacciones efectivas.

En el ámbito de física atómica y molecular, el proyecto de Átomos y Moléculas Bajo Confinamiento se centra en estudios teóricos fundamentales del efecto de limitación espacial y presión sobre las propiedades electrónicas y estructurales de átomos y moléculas y las consecuencias derivadas de estos cambios sobre los potenciales interatómicos e intermoleculares en el caso de fluídos densos o fuertemente confinados.

En el aspecto experimental, el proyecto de Propiedades Termodinámicas de Materiales se enfoca a la medición y análisis de propiedades de equilibrio y transporte de fluídos simples y complejos empleando técnicas de espectroscopía acústica y densimetría (PVT), ambas de alta precisión. También se estudian las propiedades dinámicas y estructurales de sistemas coloidales altamente concentrados, como fenómenos de gelación, cristalización , vitrificación.y arresto dunámico, con técnicas de microreología óptica translacional y rotacional.

El área de Física de Sistemas Complejos cuenta con 7 profesores-investigadores que están dedicando sus esfuerzos a temas de frontera en el campo, así tenemos que las líneas de investigación van desde problemas de gran aplicación, como la Física de Sistemas Biológicos, Flujo vehicular y Fotoquímica, hasta los temas fundamentales de la Teoría Cinética Relativista, los Procesos Estocásticos y la Hidrodinámica.

Los profesores que integran esta área tienen una gran trayectoria en la investigación en varias ramas de la Termodinámica, Física Estadística, Teoría Cinética entre otros. Las líneas de investigación reflejan el interés de los miembros del área por abordar tanto sistemas como métodos de frontera en el entendimiento, solución y aplicación a sistemas que por su naturaleza involucran las interacciones y comportamiento de muchos cuerpos. Así, se están estudiando los procesos de difusión en sistemas biológicos de geometría compleja, los modelos del tránsito de vehículos, los mecanismos fotoquímicos en la atmósfera. Por otra parte, en los problemas fundamentales se están estudiando los teoremas de fluctuación y la detección de señales débiles usando la teoría de procesos estocásticos, la generalización de la teoría cinética al caso relativista, donde se encuentran fenómenos novedosos en el ámbito de la cosmología. Asimismo, en la teoría cinética y en la hidrodinámica son numerosos los avances que se han logrado.

El estudio del Movimiento Browniano es fundamental para la comprensión de muchos fenómenos, y ha sido de gran importancia en el desarrollo de la Física de éste Siglo. En particular se investigan modelos microscópicos y fenomenológicos del movimiento Browniano, así como problemas de relajación en rotaciones y vibraciones.

El área de Fenómenos Ópticos y de Transporte en la Materia se creó en 1974 como área de Física Molecular, denominándose con su nombre actual en 1995. Desde la década de los 80 se inició la creación de laboratorios experimentales: Espectroscopía Magneto óptica (1983), óptica Cuántica (1985), Dosimetría Termoluminiscente (1995), Crecimiento de Materiales Amorfos y Cristalinos (1995), Fisicoquímica de Nanoestructuras (2010) y Fotoluminiscencia (2010). En 1990 se creó el Grupo Mesoscópico Teórico. Actualmente el área realiza investigación en diversas líneas: 

1. Interacción de la radiación con la materia mediante modelos teóricos (Dr. Eleuterio Castaño y Dr. Moisés Marténez), espectroscopía óptica (Dra. Rebeca Sosa, Dr. Gerardo Muñoz y Dr. Ulises Caldiño) y termoluminiscencia (Dr. Juan Azorín).
2. Fisicoquímica de sistemas nanoestructurados mediante espectroscopía Raman (Dr. Emmanuel Haro).
3. Óptica lineal y no lineal de sistemas micro y nanoestructurados (Dr. José Luis Hernández).
4. Transmisión y procesamiento de señales ultra rápidas (Dr. Manuel Fernández).

La investigación sobre la interacción gravitacional se cultiva en la UAMI desde su creación en 1974. El área de gravitación y astrofísica se fundó a instancias de Dr. Carlos Graef, físico mexicano reconocido por sus investigaciones sobre el tema (e invitado por el mismo Einstein para discutir con él sobre sus respectivas ideas de la gravedad). El Dr. Graef, encomendó la formación del grupo inicial al Dr. Octavio Obregón, quien con un grupo de físicos jóvenes iniciaron la investigación en temas de gravitación y astrofísica.

Actualmente en el área participan 8 investigadores, varios posdocs y estudiantes de posgrado. Pero... de que se trata la investigación que hacemos? A todos nos han contado la historia de que la gravedad es la causante de que las manzanas se caigan de los manzanos y le peguen en la cabeza a las personas que se sientan bajo ellos, pero esa historia es incompleta, como lo mostró Einstein en 1915, al enseñarnos que la gravedad es en realidad geometría! Entender las consecuencias de la teoría de Einstein (cosmología, agujeros negros, ondas gravitacionales, etc.), su relación con las otras interacciones de la naturaleza (electromagnética, fuerte, y débil) e incluso proponer experimentos que nos lleven a poner a prueba nuestro entendimiento de la gravitación. Los objetivos suenan sencillo, pero la realidad es que existen muchos fenómenos para los que no tenemos explicaciones convincentes... ¡existe aún mucho por entender!

El Área de Mecánica cuenta con tres proyectos de Investigación.

1. Fenómenos periódicos no-lineales.
   Participantes: Dr. Eduardo Piña Garza, Dra. Hilda Noemí Núñez Yépez y Dr. Norberto Aquino Aquino.
   Responsable del proyecto: Dr. Eduardo Piña Garza. 
   i.    Caos Hamiltoniano y la turbulencia de fluidos incompresibles. 
   ii     Caos cuántico.
   
   
2. Estabilidad de sistemas periódicos no-lineales.
   Participantes: Dr. Eduardo Piña Garza, Dra. Lidia Jiménez Lara y Dra. Hilda Noemí Núñez Yépez.
   Responsable del proyecto: Dr. Eduardo Piña Garza.
   
   i. Estudio de soluciones periódicas en sistemas Hamiltonianos.
   ii. El problema de tres cuerpos
   iii. Sistemas integrables y teoría de perturbaciones.
   iv. Teoría de órbitas.
   v. Sistemas dinámicos relativistas: Evidencia del caos en la teoría de Jordan-Brans-Dicke.
   
   
3. Dinámica no-lineal.
   Participantes: Dr. José Luis del Río Correa, Dr. Eduardo Piña Garza y Hilda Noemí Núñez Yépez.
   Responsable del proyecto: Dr. José Luis del Río Correa

En el Área de Mecánica Estadística, se ha desarrollado una parte muy significativa de la investigación que se lleva a cabo en el Departamento de Física de la UAM¬I. Esta actividad se refleja en diversos productos de investigación como son: libros escritos o editados por nuestro grupo y aproximadamente 500 artículos de Investigación publicados en revistas nacionales e internacionales de prestigio en 30 años de trabajo. Nuestra actividad también abarca labores docentes, divulgación y desarrollo de Infraestructura humana.

El Área de Polímeros, fundada en 1974 al iniciar sus actividades la UAM-Iztapalapa, fue constituida formalmente en 1980 por el Consejo Divisional de CBI. Las líneas de investigación del Área son: 

1. Síntesis y Fisicoquímica de Polímeros
2. Propiedades Físicas y Químicas de Materiales Poliméricos. 

Se diseñan y generan sistemas poliméricos con propiedades físicas o fisicoquímicas específicas, y se sintetizan polímeros de estructuras particularmente interesantes y novedosas, cuya convergencia temática es el estudio de la correlación estructura-propiedades de materiales poliméricos. 

Ejemplos de estos estudios son:

• Síntesis de copolímeros en bloque que formen nanoestructuras, de polielectrolitos para preparar pilas eléctricas.
• Polímeros semiconductores sintetizados por plasma para restaurar la funcionalidad de la médula espinal dañada.
• Andamios poliméricos electrohilados para aplicaicones medicas.
• Inducción de cristalinidad en polímeros por deformación.