Artículos - Departamento de Física
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En esta colección están depositados los artículos científicos publicados por personal afiliado al Departamento de Física.
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Ítem Acceso Abierto Simulación de dosis absorbida en terapia molecular mediante método de Monte Carlo utilizando software libre GEANT4: GATE(2022-02-22) Echevarria-Torres, Waldo Jose; Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas; Instituto Tecnológico de Aguascalientes, Mexico; Instituto Nacional de Oncología y Radiobiología, La Habana, La Habana, Cuba; Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, La Habana, La Habana, Cuba; Weiner Manso Nóbrega; Joaquín González González; José Alejandro Fragoso NegrínFundamento: aún no existe una forma óptima para determinar la dosis absorbida por los tumores; este desconocimiento es la causa de que la dosis final del tratamiento sea impredecible. Por esta causa los pacientes pueden estar recibiendo dosis mayores que las mínimas requeridas para su correcto diagnóstico. Objetivo: crear un código fuente para un proyecto de aplicación del programa GATE en la simulación de la dosis absorbida en radioterapia molecular, por método Montecarlo, para un maniquí de Giap. Métodos: se realizó la simulación por método de Montecarlo a partir de modelar el maniquí de Giap, mediante la plataforma de simulación GATE. Se compararon los resultados obtenidos con la información reflejada en la bibliografía sobre las mejores prácticas estandarizadas. Resultados: se confeccionó un código fuente implementado en GATE para la determinación de la dosis absorbida en radioterapia molecular. Se obtuvo distribución no uniforme de dosis en un medio de actividad uniforme y un 2 % de incertidumbre aproximado (en buena correspondencia con los valores reportados en la literatura), los resultados permiten afirmar que la simulación de dosis por medio de la plataforma GATE es confiable, de poco gasto computacional y altamente recomendable. Conclusiones: es recomendable utilizar la plataforma GATE para la simulación del cálculo de la dosis absorbida por ser rápida, de bajo costo computacional y confiable.Ítem Acceso Abierto On the possibilities of existence of photosynthetic life around Alpha Centauri B(2019) Estrada Rodríguez, Gissell; González Noa, Antolín; Cárdenas Ortiz, Rolando Pedro; Maxwell Institute Graduate School in Analysis and its Applications, University of Edinburgh, United Kingdom; Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas. Departamento de Física; Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas. Departamento de FísicaComenzamos con una breve descripción del sistema Alfa del Centauro y sus características fundamentales. Luego, realizamos cálculos sobre varias métricas de habitabilidad, como la productividad biológica Π y las tasas fotosintéticas, en los océanos de los exoplanetas hipotéticos que orbitan alrededor de Alfa del Centauro B. Mediante la inclusión de una función de la temperatura en un modelo fotosintético, describimos el comportamiento de las métricas arriba mencionadas para organismos con células procariotas y eucariotas que pudieran potencialmente vivir en esos exoplanetas.Ítem Acceso Abierto Optimización de la calidad de imagen en radiografía digital de la mama vs. dosis a la paciente(2020) Bernardo, Almeida António; Pérez Díaz, Marlen; Echevarría Torres, Waldo Jose; Díaz Amador, Roberto; Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas. Departamento de Física; Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas. Departamento de Física; Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas. Departamento de Física; Universidad Central "Marta Abreu" de las Villas. Departamento de Electrónica y TelecomunicacionesA ́un no existe un conocimiento profundo de la calidad de imagenrespecto a la dosis, que se puede obtener empleando la tecnolog ́ıa“Computed Radiography” (CR). Hacia este objetivo se enfoc ́o elpresente trabajo. Se analizan im ́agenes de mamograf ́ıa digitalobtenidas de un maniqu ́ı antropom ́orfico. Se vari ́o la corrienteque alimenta al tubo de rayos X y el tiempo de adquisici ́on de laimagen y la energ ́ıa del haz de rayos X y se analiz ́o la influenciade esta variaci ́on sobre la dosis media glandular y la calidadde imagen. Para esto se emplearon las medidas matem ́aticasrelaci ́on se ̃nal-ruido, contraste imagen, relaci ́on contraste-ruido, ́ındice de similitud estructural, distancia espectral y error mediocuadr ́atico y se estimaron las dosis a partir de mediciones conuna c ́amara de ionizaci ́on. Tambi ́en se analiz ́o la calidad deimagen subjetivamente utilizando criterio de expertos. Se obtuvoun protocolo optimizado que reduce la dosis media glandularsignificativamente manteniendo buena la calidad de imagen.Ítem Acceso Abierto The potential for photosynthesis in hydrothermal vents: a new avenue for life in the universe?(2013) Pérez Díaz, Noel; Cárdenas Ortiz, Rolando Pedro; Martín González, Osmel; Leiva Mora, Michel; Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas. Departamento de Física; Instituto de Biotecnología de las Plantas, Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas.We perform a quantitative assessment for the potential for photosynthesis in hydrothermal vents in the deep ocean. The photosynthetically active radiation in this case is from geothermal origin: the infrared thermal radiation emitted by hot water, at temperatures ranging from 473 up to 673 K.We find that at these temperatures the photosynthetic potential is rather low in these ecosystems for most known species. However, species which a very high efficiency in the use of light and which could use infrared photons till 1300 nm, could achieve good rates of photosynthesis in hydrothermal vents. These organisms might also thrive in deep hydrothermal vents in other planetary bodies, such as one of the more astrobiologically promising Jupiter satellites: EuropaÍtem Embargo The mass impacts on chemosynthetic primary producers: potential implications on anammox communities and their consequences(2018) Pérez Díaz, Noel; Velazco Vargas, Jorge Luis; Martín González, Osmel; Cárdenas Ortiz, Rolando Pedro; Martínez Frías, Jesús; Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas. Departamento de Física; Escuela de Ciencias Ambientales, Pontificia Universidad Católica de Ecuador, sede Esmeraldas (PUCESE).; Instituto de Geociencias, IGEO (CSIC-UCM) Facultad de Ciencias Geológicas.The potential of a mass asteroid impact on Earth to disturb the chemosynthetic communities at global scale is discussed. Special emphasis is made on the potential influence on anammox communities and their implications in the nitrogen biogeochemical cycle. According to our preliminary estimates, anammox communities could be seriously affected as a consequence of global cooling and the large process of acidification usually associated with the occurrence of this kind of event. The scale of affectations could vary in a scenario like the Chicxulub as a function of the amount of soot, depth of the water column and the deposition rate for sulphates assumed in each case. The most severe affectations take place where the amount of soot and sulphates produced during the event is higher and the scale of time of settlements for sulphates is short, of the order of 10 h. In this extreme case, the activity of anammox is considerably reduced, a condition that may persist for several years after the impact. Furthermore, the impact of high levels of other chemical compounds like sulphates and nitrates associated with the occurrence of this kind of event are also discussed.Ítem Acceso Abierto On the habitability of aquaplanets(2014) Cárdenas Ortiz, Rolando Pedro; Pérez Díaz, Noel; Martinez Frias, Jesus; Martín González, Osmel; Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas. Departamento de Física; Instituto de Geociencias, IGEO (CSIC-UCM) Facultad de Ciencias GeológicasAn Aquatic Habitability Index is proposed, based on Quantitative Habitability Theory, and considering a very general model for life. It is a primary habitability index, measuring habitability for phytoplankton in the first place. The index is applied to some case studies, such as the habitability changes in Earth due to environmental perturbations caused by asteroid impacts.Ítem Acceso Abierto Evolución del proceso de fotosíntesis después del impacto del asteroide de Chicxulub(2014) Pérez Díaz, Noel; Martín González, Osmel; Cárdenas Ortiz, Rolando Pedro; Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas. Departamento de FísicaSe evalua como pudo evolucionar el proceso de la photosíntesis del fitoplancton después de un evento catastrófico como el impacto del asteroide de Chicxulub, emploeándose el modelo E de fotosíntesis para fitoplancton con buenas capacidades de rescuperación del daño biológico. Se consideró la dinámica de los aerosoles (sulfato fundamentalmente) y el ozono. El fitoplancton mostró buenas capacidades de recuperación después de 2,5 años o sea una vez que la atmósfera se clarificó y la luz pudo llegar a la superficie en todos los tipos de aguas océanicas y ángulos cenitales solares utilizados. Se analizaron algunos indicadores de daño biológico (daño al ADN, índice UV) para valorar; al menos en la superficie oceánica, como fue la magnitud del daño al proceso fotosintético. Se comparó el peor momento después del impacto (una vez que la luz ya incidía sobre la superficie) y el arcaico, obserbándose que en este último existieron condiciones más desfaborables para el fitoplancton.Ítem Acceso Abierto Modeling the onset of photosynthesis after the Chicxulub asteroid impact(2013) Pérez Díaz, Noel; Cárdenas Ortiz, Rolando Pedro; Martín González, Osmel; Rojas Consuegra, Reinaldo; Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas. Departamento de Física; Museo Nacional de Historia Natural, La Habana, CubaWe do a preliminary modelling of the photosynthetic rates of phytoplankton at the very beginning of the Paleogene, just after the impact of the Chicxulub asteroid, which decisively contributed to the last known mass extinction of the Phanerozoic eon. We assume the worst possible scenario from the photobiological point of view: an already clear atmosphere with no ozone, as the timescale for soot and dust settling (years) is smaller than that of the full ozone regeneration (decades). Even in these conditions we show that most phytoplankton species would have had reasonable potential for photosynthesis in all the three main optical ocean water types. This modelling could help explain why the recovery of phytoplankton was relatively rapid after the huge environmental stress of that asteroid impact. In a more general scope, it also reminds us of the great resilience of the unicellular biosphere against huge environmental perturbations.