Laboratorio de Fotodinámica Molecular

Laboratorio de Fotodinámica Molecular

Bienvenido al laboratorio de fotodinámica. En este laboratorio nos enfocamos a desarrollar y usar, localmente y con colaboraciones internacionales, mediciones de la dinámica de electrones durante el foto despojo y la fotoionización. Además de estos temas, se emplean las modernas técnicas de Muestreo Comprimido ( Compressive Sensing) para desarrollar aplicaciones en espectroscopía que no son intuitivas, como la super resolución. Finalmente, con los instrumentos desarrollados para los fines fundamentales que se citan arriba, es posible llevar a cabo aplicaciones relevantes en física Médica. Esto refleja el sano círculo de desarrollo de ciencia fundamental y aplicaciones explícitas que se derivan de cultivar ésta.


Los tópicos recientes de investigación incluyen:

Estudios de fotodespojo, dinámica de electrones fotodespojados y distribuciones angulares

Ya sea empleando luz sincrotrónica ( Ver Fotoionización Paper (PDF) ) o bien láseres en el visible, UV o infrarrojo medio, en el laboratorio llevamos a cabo estudios de distribuciones angulares de fotoelectrones y estudios de absorción selectiva de estados vibracionales. Este trabajo se lleva a cabo localmente y en colaboración con la Universidad de Gothemburgo en Suecia ( Ver Pearls_paper.pdf ) . Concretamente, con esta universidad,  llevamos a cabo estudios de distribuciones angulares de electrones foto-despojados a partir de iones negativos. Estos estudios permiten inferir, por medio de la forma de las distribuciones angulares, el parámetro de anisotropía entre el core molecular y el electrón que se fotoioniza o fotodespoja. Este tipo de estudios y mediciones tienen gran valor en diversas áreas como la física de los  plasmas, la astrofísica y la validación de modelos teóricos completos.

Estudios de super resolución con Compressive Sensing

En 2004, Terence Tao,  ganador de la prestigiosa medalla Fields probó un teorema que permite encontrar soluciones únicas a sistemas de ecuaciones indeterminadas. Lo anterior es posible  dadas algunas constricciones técnicas ( Esparcidad y Coherencia, desde el punto de vista matemático). La explotación de este teorema de esa fecha a la actualidad ha dado como resultado aplicaciones no intuitivas en áreas tan diversas como la resonancia magnética nuclear, el desarrollo de cámaras de un solo pixel, y en el caso de mi labortorio, el desarrollo de una nueva técnica que llamamos de Super resolucion Espectral( Ver Enhanced resolution in Argon and Neonspectra using a Super-Resolution algorithm) . Esta técnica, apoyada en el teorema de Tao, permite  aumenta la resolución espectral de un instrumento que puede estar intrínsecamente limitado en resolución. Actualmente estamos explotando este novedoso desarrollo que permite extraer resoluciones espectrales altas, de instrumentos relativamente modestos ( Ver Estudio fundamental de la interaccion de plasmas y gases con luz laser en el visible e infrarrojo medio ).

Aplicaciones de física Molecular en Física Médica

Empleando el láser de tipo Cascadeo Cuántico, o bien espectrómetros de masas y cromatografía de gases proporcionada por colaboradores del el Centro de Ciencias de la Atmósfera llevamos 3 años desarrollando una técnica de análisis de aliento para diagnosticar pre-diabetes. Empleando mapas de correlación multivariada ( PCA, Principal Component Analysis) hemos podido identificar marcadores que distinguen a la población mexicana sana de los diabéticos, en un primer estudio ( Ver Análisis de metabolitos presentes en el aliento: Determinación de la línea basal. ) y en un segundo estudio más refinado, concluido en 207, el muy relevante caso de la pre-diabetes ( Ver investigación de metabolitos asociados a la pre-diabetes por análisis de trazas moleculares en el aliento exhalado ).



Colaboraciones


En el grupo hemos llevado a cabo colaboraciones con diversos grupos dentro y fuera de México. Esta es una lista de algunos de ellos


En México, en el proyecto de Física Médica

1.- Hospital General de México

2.- CIMAT (Guanajuato)

3.- Centro de Ciencias de la Atmósfera


EN México, proyecto de super resolucion

IMATE-UNAM (CU)


Fuera de México en fotodinámica.

1.- Universidad de Gothemburgo (Suecia)

2.- Advanced Light Source (Berkeley USA)

3.- Laboratorio Elettra (Italia) 

Artículos en revistas con arbitraje indizadas (Web of Science, JCR, SCOPUS)

1.- Electron swarm coefficients and critical field strength of the gaseous ternary mixtures CF3I-SF6-N2 and CF3I-SF6-CO2 Liga a la publicación

2.-  Revista: Journal of Chemical Physics Volumen: 151 Paginas: 054309 Publicado (Online): 5 de agosto de 2019 Liga a la publicación

3.-  Titulo: Absolute single photoionization cross-sections of Br3+: experiment and theory Autores:     D A Macaluso, A Aguilar, A L D Kilcoyne, R C Bilodeau A M Juárez, I Dumitriu, D Hardy, N C Sterling and M Bautista   Revista: Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics   Volumen: 52   Páginas: 14    Fecha de publicación: 2019/07/02     Liga a la publicación

4.- Titulo: Single-photon photoionization of oxygen-like Ne III Autores:   Sultana N Nahar, Aaron M Covington, David Kilcoyne, Vern T Davis, JF Thompson, EM Hernández, A Antillón, AM Juárez, A Morales-Mori, Guillermo Hinojosa.   Revista: International Journal of Mass Spectrometry     Volumen: 443     Páginas: 61-69     Fecha de publicación: 2019/9/1 Liga a la publicación

5.- Adriana Lozano Fontalvo, Antonio M. Juárez, Thomas Siegel. Design of a monolithic, athermal optical cavity for ppbv spectroscopy of NO2,  Measurement Science and Technology2018.  Liga a la publicación

6.- G Hinojosa, VT Davis, AM Covington, JS Thompson, ALD Kilcoyne, A Antillon, EM Hernández, D Calabrese, A Morales-Mori, AM Juárez, O Windelius, BM McLaughlin. Single photoionization of the Zn II ion in the photon energy range 17.5 to 90.0 eV: experiment and theory. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 470, Issue 4, 1 October 2017, Pages 4048–4060. Liga a la publicación

7.- S.N.Nahar, a.M.Hernández, Antillón, A.Morales-Mori .González A.M., Covington K.C., Chartkunchande, Hanstorp , A.M.Juárez , G.Hinojosa.  Photoionization of P+: Experiment and theory. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer Volume 187, January 2017, Pages 215-223.

Liga a la publicación

8.- O Windelius, A Aguilar, RC Bilodeau, AM Juarez, I Rebolledo-Salgado, DJ Pegg, J Rohlén, T Castel, J Welander, D Hanstorp. A collinear angle-resolved photoelectron spectrometer. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2017/11/1. Liga a la publicación

Artículos in extenso de memorias de congresos y proceedings (No resúmenes)

1.- Katya P. Vazquez Rivera, Ana Maria Gallego, José M. Hernández, Adriana Monroy-Guzmán, Yolanda MaresGutiérrez, José. A. Christen, Luis G. Ruiz-Suárez, Silvestre Alavez, and Antonio M. Juárez. Identification and quantification of metabolites in exhaled breath in a sample population in México. Proceedings of the American Institute of Physics, 1747, 030001 (2016).   Liga a la publicación

Artículos en revistas con arbitraje NO indizadas

1.-  wxwx Liga a la publicación