Doctorado en Ciencias - Física



El Doctorado en Física inició en el año 1998. El principal objetivo de este programa es la formación de investigadores. Con este fin se busca desarrollar en el estudiante aptitudes para llevar a cabo investigaciones originales en forma autónoma. Simultáneamente con lo anterior, el estudiante adquiere un nivel de madurez en física que le permite abordar su ciencia con un espíritu crítico necesario para la verdadera comprensión y la eclosión de nuevas ideas.

Título Doctor (a) en Ciencias - Física
Registro calificado Resolución No. 11905 del 25 de julio de 2018 - Vigencia 7 años.
Nivel Doctorado
Duración Diez periodos semestrales
Número de créditos 82
Jornada Diurna
Modalidad Presencial - Bogotá
Código SNIES 7259

Objetivos

El principal objetivo del Programa de Doctorado ofrecido por el Departamento de Física es la formación de investigadores. Con este fin, se busca desarrollar en el estudiante aptitudes para llevar a cabo investigaciones originales en forma autónoma.

Simultáneamente, el estudiante profundiza sus conocimientos en Física, lo que le permite abordar su ciencia con un espíritu crítico, necesario para la verdadera comprensión y la eclosión de nuevas ideas.

Perfil del Aspirante


La admisión al Doctorado en Ciencias-Física es semestral. Los aspirantes deben tener título profesional en física o un área afín. En caso de no tener maestría en física se debe realizar una nivelación a nivel de maestría con un historial académico excelente y aptitudes de investigación. El aspirante debe tener una aspiración profesional como investigador en la academia o en la industria en alguna de las ramas de la Física.

Plan de Estudios

El plan de estudios se divide en dos ciclos principales: la etapa de fundamentación y la etapa conducente a la tesis.

Etapa de Fundamentación

En esta etapa el plan de estudios consiste en 5 cursos de fundamentación y la aprobación del examen de conocimientos. Los cursos de fundamentación son los siguientes: Electrodinámica, Mecánica Analítica, Laboratorio Avanzado, Mecánica Cuántica Avanzada y Mecánica Estadística. La Etapa de Fundamentación concluye al haber aprobado satisfactoriamente los cursos de fundamentación y el examen de conocimientos que se explica más adelante.

Etapa Conducente a la Tesis

El plan de estudios de esta etapa consta de 2 cursos avanzados de 4 créditos, actividades de investigación y el examen de candidatura. 

Después de aprobar el examen de conocimientos es obligatorio que el estudiante haya definido su línea de investigación y su director de tesis.

Entre las actividades de investigación se cuentan los seminarios avanzados (mínimo dos seminarios avanzados ofrecidos por los grupos de investigación), la pasantía y el trabajo de investigación con el director de tesis. Este último está compuesto por los cursos Investigación 1, Investigación 2 y Tesis.1

 

Áreas de Investigación

Los estudiantes son aceptados en el programa dentro de una línea de investigación de Departamento de Física. En la actualidad, hay líneas de investigación activas:

 

Astronomía y Astrofísica

 

La Astronomía es un campo amplio de investigación que abarca observaciones en diversos rangos del espectro electromagnético, procesamiento y análisis de datos, instrumentación, análisis teóricos, simulaciones y computación. Comprende así mismo muchas áreas desde los agujeros negros hasta la formación de sistemas planetarios, pasando por el estudio de estrellas, galaxias y una inmensa lista de objetos celestes. Desde la fundación del observatorio de la Universidad de los Andes, hace ya más de 25 años, uno de los enfoques del grupo ha sido en el área de instrumentación, básicamente en la construcción de espectrógrafos utilizados en el mismo observatorio, el cual, actualmente, alberga un telescopio de 40 cm de diámetro, equipado con varias cámaras CCD, y espectrógrafos de baja, media y alta resolución. Con este equipo se desarrollan proyectos de observación de carácter formativo para estudiantes en las áreas de astrometría, fotometría, espectroscopía y física solar. También se explora la posibilidad de realizar observaciones en radiofrecuencias.

En la actualidad, el grupo también realiza investigación de frontera dentro de los campos observacional y computacional. En el primero, los estudios se basan, en gran parte, en el análisis de datos que se obtienen por miembros del grupo, en telescopios instalados en México, Argentina y Chile. Los tópicos específicos de este campo, en los cuales se enfoca el grupo son:

  • Variabilidad estelar, realizando estudios espectroscópicos y fotométricos, en óptico e infrarrojo, de estrellas Be galácticas y extragalácticas.
  • Escala de distancias usando variables Cefeidas como indicadores.
  • Astroestadística, en la clasificación de estrellas variables usando técnicas supervisadas de aprendizaje, y en análisis estadísticos de la relación período-luminosidad de variables Cefeidas.
  • Astrometría, realizando discriminación de poblaciones estelares en diversos ambientes como cúmulos abiertos del disco y en el bulbo de la galaxia.

En el campo computacional, el grupo se enfoca en el área de formación de galaxias y cosmología con tres líneas principales: galaxias distantes, la Vía Láctea y el universo a gran escala. Las técnicas utilizadas incluyen métodos Montecarlo para transferencia radiativa, simulaciones cosmológicas de N-cuerpos y aplicaciones de estadística Bayesiana.

 

Biofísica

La Biofísica es un área interdisciplinaria de la ciencia que estudia la estructura y función de los sistemas biológicos desde la perspectiva de la física y biología. El grupo de Biofísica se consolida en el 2005 con el establecimiento del laboratorio en esta área en la Universidad de los Andes. El grupo investiga en varias áreas que se complementan: el estudio de las propiedades biofísicas de membranas celulares de bacterias, la microscopía, la Biología de Sistemas y el desarrollo de equipos de bajo costo para investigación y docencia. Actualmente, cuenta con tres profesores de planta con amplia experiencia en investigación y un récord fuerte de publicaciones en revistas internacionales de alto impacto.

 

Mas información en la página del grupo:https://biofisica.uniandes.edu.co/index.php

 

Física Estadística

La mecánica estadística es el área de la física que permite conectar las diferentes escalas físicas y entender como el comportamiento a nivel microscópico de un sistema influye en su comportamiento a nivel macroscópico. Estudiamos las propiedades macroscópicas de la materia a partir de un análisis estadístico de sus microestados dando así sustento a la termodinámica.

 

Más información en la página del grupo: https://fisstat.uniandes.edu.co/

 

Física de Altas Energías

Este grupo realiza investigación sobre la estructura fundamental de la materia, al nivel de las partículas elementales y sus interacciones, como tema central, con implicaciones en la comprensión de los núcleos atómicos y en la cosmología, en el estudio del origen y evolución del universo. La investigación se relaciona con el origen de la masa, la asimetría entre materia y antimateria en el universo, la composición de la materia oscura y física más allá del modelo estándar. La investigación es experimental, fenomenológica y teórica, pero también es aplicada: Se utilizan detectores de partículas de altas energías para aplicaciones interdisciplinarias en medicina, biología e ingeniería.

Desde 1988 nuestro grupo ha estado vinculado al experimento D0 del laboratorio Fermilab (Batavia, Illinois, Estados Unidos) y desde el año 2006 también participamos en el experimento CMS del acelerador LHC del Laboratorio CERN (Ginebra, Suiza). Para el análisis de los datos de los experimentos utilizamos la mayor red computacional del mundo, el GRID. Decenas de ingenieros vinculados a nuestro grupo han participado en el equipo de operaciones de datos GRID del experimento CMS.  Nuestros estudiantes de doctorado y posdocs han contribuido en las operaciones de los detectores de muones de los grandes experimentos y en el análisis de datos para búsquedas de señales más allá del modelo estándar o estudios del bosón de Higgs.

Adicionalmente, en el Laboratorio de Altas Energías de la universidad de los Andes en Bogotá, se trabaja con rayos-X y detectores semiconductores, contadores de fotones y con medición espectral, para la producción de imágenes biomédicas, radiografías y tomografías de alta resolución hasta la escala de micrómetros. También utiliza detectores gaseosos para realizar estudios de flujo de muones sobre diferentes tipos de materiales altamente densos.

 

Física de la Materia Condensada

El objetivo central de esta área de investigación es el estudio teórico y experimental de las propiedades fundamentales de sistemas conformados por un número macroscópico de constituyentes (átomos y moléculas).

En el contexto teórico, se estudia:

  • La física de las nanoestructuras semiconductoras donde se consideran estados electrónicos altamente correlacionados y sus manifestaciones en las propiedades ópticas de pozos, hilos, puntos cuánticos y materiales topológicos, con potenciales aplicaciones en procesamiento cuántico de la información. Igualmente se estudian las propiedades de la interacción radiación con sistemas biológicos.

En el contexto experimental, se estudia:

  • Estados electrónicos novedosos en una diversidad de materiales cuánticos, incluyendo superconductividad, estados topológicos, estados multiferroicos, estados de onda de densidad de carga, y otros estados que surgen a partir de correlaciones electrónicas fuertes. También nos interesa estudiar cómo dichos estados exóticos se fortalecen con el dopaje químico, incorporando este en procesos de síntesis, generalmente de monocristales.
  • Se lleva a cabo la medición de las propiedades eléctricas y magnéticas de materiales. Hay especial énfasis en estructuras superconductor ferromagneto y válvulas de espín.
  • La exfoliación de materiales dos-dimensionales que puedan ser usados para conversión energía. Se construyen nuevos dispositivos que son caracterizados físicamente en equipos diseñados y construidos en Uniandes.

 

Óptica Cuántica

Es un grupo híbrido entre teoría y experimento. En la parte experimental el trabajo del grupo se centra en estudiar la generación, caracterización y manipulación, a nivel cuántico, de diversas fuentes de luz con el fin de entenderlas fundamentalmente y utilizarlas para aplicaciones que impliquen interacción luz-materia. Desde el punto de vista teórico se trabajan los fundamentos de mecánica cuántica, la teoría de la medición en mecánica cuántica y el enredamiento cuántico y sus aplicaciones en información.

 

Mas información en la página del grupo: https://opticacuantica.uniandes.edu.co/index.php/es/

 

Grupo de Nanociencia y Fenómenos Cuánticos

El grupo se dedica a estudiar los fenómenos cuánticos que ocurren en sistemas confinados a nanoescala en materiales multifuncionales desde un marco disciplinar que combina la fabricación de materiales, nano-estructuración y la modelación computacional.   Las propiedades cuánticas son caracterizadas mediante el estudio de propiedades electrónicas, magnéticas y estructurales, y son modeladas mediante el uso de diferentes métodos que van desde primeros principios hasta elementos finitos. El grupo cuenta con acceso a equipos de última tecnología que permiten la caracterización de propiedades en condiciones extremas de temperatura y campos magnéticos, lo que permite la determinación de las interacciones fundamentales que definen propiedades magnéticas, de superconductividad y ferro-electricidad entre otras. También se trabaja en aplicaciones de estos materiales en áreas de la computación cuántica y computación neuromórfica

 

Mas información en la página del grupo: http://nanomag.uniandes.edu.co

 

Teoría Cuántica de Campos y Física Matemática

 El trabajo de este grupo se enfoca en el estudio y uso de métodos de la teoría de álgebras de operadores y de la geometría no-conmutativa en problemas físicos. Algunos de los temas de interés para el grupo incluyen: fases topológicas de la materia, aplicaciones de la teoría modular a localización, anomalías e información cuántica, teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvo y en espacios no-conmutativos, métodos de cuantización, relación espín-estadística.

 

Mas información en la página del grupo: https://qft-mathphys.uniandes.edu.co

Programa Modelo

Los estudiantes deben presentar el examen de conocimientos durante los tres primeros semestres del doctorado y deben presentar el examen de candidatura antes del octavo semestre, contado a partir de la fecha de su ingreso.

Año 1 (Semestre 1 y 2)

FISI4010Mecánica Cuántica Avanzada I

3

FISI4040Mecanica Estadistica

4

FISI4405Mecanica Analitica

4

FISI4430Electrodinamica

4

FISI4051Laboratorio Avanzado

4

FISI6970Examen de Conocimientos

0

Total Credit Hours:20

Tercer Semestre

FISI4XXXElectiva

4

FISI6111Semnario Avanzado 1

4

Total Credit Hours:8

Cuarto Semestre

FISI4XXXElectiva

4

FISI6112Seminario Avanzado 2

4

FISI6201Investigacion 1

4

Total Credit Hours:12

Quinto Semestre

FISI6202Investigacion 2

4

FISI6972Examen de Candidatura

5

Total Credit Hours:9

Sexto Semestre

FISI6981Tesis I

8

Total Credit Hours:8

Séptimo Semestre

FISI6971Pasantia

0

Octavo Semestre

FISI6982Tesis II

8

Total Credit Hours:8

Noveno Semestre

FISI6983Tesis III

8

Total Credit Hours:8

Décimo Semestre

FISI6984Tesis IV

9

Total Credit Hours:9

Perfil del Egresado

El egresado del Doctorado en Ciencias-Física es un profesional altamente calificado para hacer contribuciones originales y significativas al desarrollo científico desde el campo de la Física. Estará en capacidad de proponer y desarrollar investigaciones de frontera y difundir de manera óptima su conocimiento a la comunidad científica internacional. Adicionalmente, contará con la formación científica y humana necesaria para desarrollar sus actividades, ya sea en el ámbito académico o en el sector productivo, con los más altos criterios de ética y responsabilidad.

Datos de Contacto


Juan Gabriel Ramirez
Coordinador de Investigación y Posgrado
posgrado-fisica@uniandes.edu.co
 
Claudia Marcela Bonilla
Coordinadora Académica de Pregrado y Servicios
cm.bonilla@uniandes.edu.co
posgrado-física@uniandes.edu.co
 
Edificio IP
Teléfono: (571) 3324500
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