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SUMMARY:Defensa Tesis Doctorado Lucio Santi
DESCRIPTION:Título: Nuevos Métodos Híbridos para Modelado y Simulación Eficiente de Partículas en Geometrías 3D\nDirector: Rodrigo Castro\nJurados:\n– Alfonso Urquía (Universidad Nacional de Educación a Distancia\, España)\n– Javier Quinteros (Helmholtz Centre Potsdam\, GeoForschungsZentrum\, Alemania)\n– Hernán P. Wahlberg (CONICET/Universidad Nacional de La Plata\, Argentina) \nLugar: Vía Zoom. Puede seguirse en vivo por youtube en https://youtu.be/tugOCmm67Rs?t=1 \nResumen: \nEl modelado y la simulación de dinámica de partículas son componentes esenciales en disciplinas diversas tales como la física de altas energías\, la dinámica de fluidos computacional o la computación gráfica\, entre otras. Una característica distintiva de la simulación de partículas es la necesidad de trazar sus trayectorias de forma continua a medida que se desplazan en una geometría\, identificando cuidadosamente en tiempo y espacio los cruces entre volúmenes adyacentes. A su vez\, cada dominio de aplicación suele adoptar metodologías de modelado propias que\, en su mayoría\, se apoyan en lenguajes de programación de propósito general que no fueron concebidos para el modelado matemático. \nEsta Tesis explora nuevas técnicas y metodologías de modelado y simulación de sistemas de partículas basadas en métodos numéricos híbridos (aquellos que combinan la solución de sistemas continuos con la representación de eventos discretos) y en un lenguaje de modelado orientado a ecuaciones que permite expresar dinámicas tanto continuas como discretas.\nPartiendo de la familia moderna de métodos Quantized State System (QSS) y sus implementaciones asociadas\, proponemos nuevas extensiones genéricas y rigurosas para describir sistemas de partículas en geometrías tridimensionales reticuladas basándonos en el lenguaje de modelado Modelica. \nLa naturaleza híbrida de nuestros algoritmos de simulación permite transformar un problema de tratamiento difícil en uno de solución trivial: la detección de cruces entre volúmenes puede transformarse de un problema de detección de eventos de estado en uno de detección de eventos temporales. Esto redunda en un tratamiento inherentemente eficiente de las discontinuidades que se producen -ante cada cruce de geometría- en las ecuaciones dinámicas de movimiento de las partículas. \nAdoptamos como campo aplicación testigo a la Física de Altas Energías (FAE). Las simulaciones en esta disciplina consisten en trazar las trayectorias de partículas subatómicas en su desplazamiento a lo largo de una geometría compleja\, que usualmente representa un detector de partículas. Apoyándonos en Geant4\, el simulador por excelencia de la comunidad FAE\, presentamos dos nuevas técnicas de simulación basadas en eventos discretos: GQLink\, un esquema de co-simulación en el cual el motor de integración numérica del simulador QSS Solver toma el control de los procesos de transporte de partículas\, y QSStepper\, un integrador numérico autónomo optimizado que opera en forma nativa como parte del ecosistema de integración numérica de Geant4. \nAmbas técnicas son rigurosamente analizadas en el marco de dos casos de estudio complementarios: un caso simple en el que un positrón describe trayectorias helicoidales en un reticulado de cubos\, y un caso realista que modela el detector Compact Muon Solenoid (CMS) que opera en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear). Luego establecemos una caracterización genérica para identificar otros escenarios potenciales en el contexto de la FAE donde nuestros métodos puedan proveer mejoras sustanciales en el desempeño de las simulaciones. \nAvanzando en la generalización de los métodos\, dotamos a QSS con la capacidad de interactuar con geometrías tridimensionales reticuladas arbitrarias\, surgiendo de este modo una nueva metodología genérica de modelado y simulación de sistemas de partículas que denominamos retQSS (QSS para geometrías reticuladas). Potenciamos las ventajas provistas por un lenguaje estandarizado de modelado basado en ecuaciones y mostramos diversos dominios de aplicación de retQSS que incluyen modelos de bandadas de pájaros con comportamiento emergente\, sistemas de moléculas con interacciones mediante campos de fuerza arbitrarios y modelos de flujo de plasma\, entre otros\, destacando la flexibilidad del enfoque y la elegancia y forma compacta de los modelos resultantes. \nAdicionalmente\, comentaremos brevemente una aplicación reciente de retQSS a simulación de agentes en procesos de contagio de COVID-19\, con foco en la interacción entre partículas y geometría. \nPalabras clave: Quantized State System\, Simulación de partículas\, Física de altas energías\, Modelica\, QSS Solver.
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SUMMARY:Defensa Tesis Licenciatura Luis Agustín Nieto
DESCRIPTION:Título: «Una red neuronal para la detección de exoplanetas en series temporales de velocidad radial»\nDirectores: Rodrigo F. Diaz (CONICET\, ICAS-UNSAM) y Enrique Carlos Segura (DC-UBA)\nJurados: Julio C. Jacobo Berlles (DC-UBA) y Francisco Grings (CONICET\, IAFE) \nResumen:\nEl estudio de planetas extrasolares es un campo de investigación relativamente nuevo. Hace apenas 25 años se confirmaba el descubrimiento del primer exoplaneta en torno a una estrella de tipo solar y\, gracias a las mejoras en instrumentos y técnicas\, este número de cuerpos celestes fue creciendo rápidamente utilizando\, principalmente\, los métodos de velocidad radial y tránsito. \nMisiones como GAIA y TESS; junto a otros proyectos\, como el relevo VVV o el LSST; están aportando una cantidad cada vez más grande de información astronómica y la comunidad está mirando hacia la ciencia de datos y a las diferentes técnicas de inteligencia artificial como un apoyo importante ante esta avalancha de información. \nEl método de velocidad radial busca detectar la presencia planetaria mediante caracterizaciones de los movimientos de su estrella central; los diferentes ruidos provocados por la variabilidad intrínseca de la estrella; sumados al error instrumental y variabilidad temporal en la toma de datos\, pueden dificultar la interpretación de los mismos e incluso generar falsas detecciones. \nEn este trabajo se propone una red neuronal que reemplaza un cálculo crucial de este método\, se generan señales estelares sintéticas de estrellas de tipo solar y se comparan las aplicaciones de ambas implementaciones.\nLa red alcanza un 28% menos de falsos positivos en la detección de planetas y presenta una mejora sustancial en el tiempo de ejecución de cinco órdenes de magnitud\, haciéndola ideal para su aplicación en grandes volúmenes de datos.
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