Revista Boliviana de Física

Synchronization of map modeled neurons and characterized by periodicities

Resumen Se estudia la sincronización de dos neuronas acopladas eléctricamente en función de la intensidad de acoplamiento y periodicidad que las caracteriza, empleando como indicador el error medio de sincronización. La actividad neuronal presenta dos dinámicas: una rápida en la cual se producen impulsos de los potenciales de acción y otra lenta que los modula, produciendo como resultado un comportamiento de gran importancia fisiológica denominado ráfagas de picos. Estos comportamientos intrínsecos de las neuronas estan bien caracterizados en el plano de parámetros por periodicidades. Se ha encontrado que valores altos de la intensidad de acoplamiento llevan al sistema a perder regularidad en sus oscilaciones, por lo que se limita el intervalo de análisis. Asi, se observa que se alcanza una sincronización completa solamente entre neuronas idénticas acopladas; mientras que en otras situaciones, se manifiesta una sincronización en fase. Además, en el caso de neuronas de igual periodicidad, la serie temporal del error medio de sincronización muestra oscilaciones periódicas y con periodicidades similares a las señales neuronales.

Abstract We studied the synchronization of two electrically coupled neurons as a function of the coupling strength and their characteristic periodicities, using as an indicator the mean synchronization error. The neural activity presents two dynamical features: a fast one in which impulses are produced from the action potentials and a slow one that modulates them; together these result in a behavior of great physiological importance here called bursts of spikes. These intrinsic neural behaviors are well characterized by periodicities in the parameter plane. We found that high coupling strength values provoke a loss of regularity in the oscillations which delimit the interval analysis. Thus, we observed that complete synchronization is only achieved when coupled neurons are identical, whereas in other situations phase synchronization is manifested. Moreover, in the case of non-identical coupled neurons with the same periodicity, the time series of the mean synchronization error exhibit periodic oscillations with similar periodicities of the neuron's signals.

Measurement and analysis of black carbon aerosols at observatory of Huancayo, Peru

Resumen El carbono negro (CN) es una fraccion de los aerosoles atmosféricos que afecta principalmente al clima y la salud. Este estudio muestra por primera vez los resultados de las mediciones de CN en los aerosoles atmosfericos colectados en el Observatorio de Huancayo (OHY) desde junio a diciembre del 2015. Tambien se realizó una evaluación para identificar las principales areas desde donde los niveles altos de contaminación del aire podrían ser transportados al OHY. La concentracion de CN fue registrado con un etalómetro obteniéndose un promedio de 0.81 ±0.22 μg/m³. Ademas, basado en el algoritmo de Sandradewi, se estimó que el 41.27 % del CN se relacionan con las fuentes de quemas de biomasa. Haciendo uso de diagramas polares de dos variables de la librería OpenAir del software estadístico R, fue posible identificar altas concentraciones de CN provenientes de diferentes direcciones, siendo mas dominante las provenientes del sector este con vientos que llegan hasta los 4 m/s. En esta direccion se ubican importantes poblaciones urbanas de la región: Huancayo (501 384 habs.), Sicaya (57 324 habs.) al noreste, y Chupaca (53 263 habs.) al sureste. Tambien se observó que altas concentraciones estan asociadas a vientos fuertes que van de 5 a 7 m/s y también provienen del sector este. Las quemas de biomasa en la cuenca del Amazonas de (Brasil, Bolivia y Peru) y el transporte transfronterizo de los contaminantes atmosféricos explicarían estas observaciones. Codigo(s) PACS: 92.20.Bk - 92.40.Cy - 92.60.Sz

Abstract Black carbon (BC) is a fraction of atmospheric aerosols that primarily affects climate and health. This study shows for the first time the results of BC measurements in atmospheric aerosols collected at the Huancayo Observatory (OHY), Peru; from June to December 2015. Additionally, an evaluation was carried out to identify the main regions from where the high air pollution was transported to OHY. BC concentration was registered with an aethalometer with a mean of 0.81 ±0.22 μg/m³. Also, based on the algorithm of Sandradewi, it is estimated that 41.27 % of BC was related to biomass burning sources. Using bivariate polar plots from the openair library of R statistical software it was possible to identify, high concentrations of BC coming from all directions, with the most dominant direction being easterly with wind velocities of up to 4 m/s. Within this direction are important populated urban locations: Huancayo (501 384 inh.), Sicaya (57 324 inh.) to the northeast, and Chupaca (53 263 inh.) to the southeast. It was also noted that high concentrations of BC are associated with strong winds ranging from 5 a 7 ms-1 and also winds with an easterly direction. Biomass burning in the Amazon Basin (Brazil, Bolivia and Peru) and the trans boundary transport of air pollutants could explain these observations.

Long-range efective interactions in a lattice in the semclassical approximation

Resumen Consideramos el modelo semiclásico de enlace fuerte extendido con un hamiltoniano que comprende interacciones a primeros y a segundo vecinos para una partícula cargada que se traslada en una red (por el mecanismo de hopping) en presencia de un campo estático arbitrario y un campo uniforme rapidamente oscilante. La aplicación del método de Kapitza permite obtener un hamiltoniano efectivo independiente del tiempo con elementos de salto (hopping) que dependen de los campos externos estático y oscilante. Nuestros cálculos muestran que la aproximación semiclásica es bastante buena pues se obtiene, para un campo oscilante homogeneo, los mismos elementos de salto que se derivan del formalismo cuantico. Además, controlando el campo oscilante, podemos manipular las interacciones de tal forma de suprimir lo que serían las interacciones dominantes (a primeros vecinos) y dejar así como efectos observables aquellos debidos a lo que de otra manera serían las interacciones remanentes (con vecinos distantes).

Abstract We consider the semiclassical model of an extended tight-binding Hamiltonian comprising nearest- and next-to-nearest neighbor interactions for a charged particle hopping in a lattice in the presence of a static arbitrary field and a rapidly oscillating uniform field. The application of Kapitza's method yields a time independent effective Hamiltonian with long range hopping elements that depend on the external static and oscillating fields. Our calculations show that the semiclassical approximation is quite reliable as it yields, for a homogeneous oscillating field, the same effective hopping elements as those derived within the quantum approach. Furthermore, by controlling the oscillating field, we can engineer the interactions so as to suppress the otherwise dominant interactions (nearest neighbors) and leave as observable effects those due to the otherwise remanent interactions (distant neighbors).

State and trend of the Nuclear Education in the Plurinational State of Bolivia

El Programa Nuclear Boliviano tiene el objetivo de promover, dirigir, implementar y difundir el uso pacífico de la tecnologıa nuclear en el país así como actualizar y apoyar a los sectores industrial, científico, tecnologico y académico. En ese sentido el gobierno nacional planifica la Construccion e Implementación del Centro de Investigación y Desarrollo en Tecnología Nuclear, cuyo operador sera la Agencia Boliviana de Energía Nuclear - ABEN. Asimismo, el Instituto Boliviano de Ciencia y Tecnología Nuclear - IBTEN, autoridad nacional competente en materia de uso de radiaciones ionizantes, sera la entidad que tendrá a su cargo el licenciamiento para las fases de construccion, operación y cierre de dichas instalaciones. En este marco institucional, las universidades se sumaran al proyecto mediante la realizacion de investigaciones, tanto teóricas como experimentales, así como tambien en fortalecer programas de formacion académica ya establecidos, vinculados al área nuclear. Existen programas que fortalecen el estudio del area nuclear, como ser: la Olimpiada Boliviana de Física, la Olimpiada Boliviana de Astronomıa y Astrofísica, en coordinacion con el Ministerio de Educacion. Por otro lado, la Carrera de Física de la UMSA cuenta con el programa del Diplomado en Física para profesores de Colegio, buscando el mejoramiento continuo del sistema educativo boliviano en estas disciplinas: Física, Astronomía y Astrofísica y sus directas transversales: Biologıa, Química, Matematica, Geología, Ciencias Sociales, etc.

Bolivias National Nuclear Program has as its objective to promote, manage, and implement the pacific use of nuclear technology in Bolivia, as well as, to bring up to date and support the countrys industrial, scientific, technological and academic sectors. The Plurinational State of Bolivia has put in place the construction and implementation of the Bolivian Research and Development Center for Nuclear Technology under the administration of The Bolivian Agency for Nuclear Energy (ABEN). This project will also involve the Bolivian Institute of Nuclear Science and Technology (IBTEN) which will oversee the construction and operation of the Nuclear Center. Within this context Bolivian universities are stepping up research, both experimental and theoretical, as well as, strengthening existing training programs related to nuclear science and technology. Academics in coordination with the Ministry of Education have been promoting and implementing programs that strengthen studies in the field of nuclear physics through activities such as the Bolivian Physics Olympics and the Bolivian Astronomy and Astrophysics Olympics. In addition the Physics Department of UMSA implements a Physics Diploma program for school teachers. The program seeks to update teachers in disciplines, such as, physics, astronomy, astrophysics and also biology, chemistry, mathematics, social sciences, amongst others within the Bolivian education system.

Chaos and its transcendence: Interview with James Yorke

James Yorke es uno de los científicos mas prominentes e influyentes en lo que concierne a la teoría del caos pues fue el acunador de este término en la jerga científica. En octubre de 2016 coincidí con este personaje en Dresde, Alemania, donde considere que sería importante hacerle una entrevista para la Revista Boliviana de Física con el fin de motivar a la comunidad de físicos bolivianos en el estudio de la dinamica no lineal.

James Yorke is one of the most prominent and influential scientists in which concerns chaos theory since he was the one who proposed this term in scientific jargon. In October 2016 I met this personage in Dresden, Germany, where I thought it would be appropriate to do an interview for the Bolivian Journal of Physics to motivate the community of Bolivian physicists in the study of nonlinear dynamics.