En la BUAP se estudia la propagación de ondas acústicas en diversos sistemas

Se trata de una investigación en ciencia básica que podría ser útil para el diseño de dispositivos acústicos

BUAP. 10 de noviembre de 2015.- En la búsqueda de generar conocimiento de ciencia básica, específicamente en el área de la Física fundamental, el doctor Jesús Arriaga Rodríguez, investigador del Instituto de Física “Ing. Luis Rivera Terrazas” de la BUAP (IFUAP), estudia la propagación de ondas acústicas o elásticas en sistemas conocidos como cristales fonónicos. Se trata de una investigación útil para el diseño de dispositivos acústicos, ya que se conocería la característica de la onda en un sistema y se controlarían sus propiedades.

Asimismo, podría tener aplicaciones médicas para la detección de osteoporosis de manera sencilla, por medio del diseño de un sistema a base de ondas acústicas para determinar la composición de un hueso. Esto sería posible al conocer las propiedades de ondas acústicas en diferentes sistemas, detalló el investigador del Cuerpo Académico Consolidado de Física Aplicada.

Todos los dispositivos electrónicos funcionan gracias a la naturaleza ondulatoria de los electrones; es decir, un electrón se comporta como una onda, la cual se extiende, cuando se estudian sus propiedades. Entonces, la pregunta obligada es: ¿cuánto tiempo tarda un electrón en atravesar un cierto dispositivo? Esto se conoce como tiempo de tunelaje.

En el mundo, indicó, existen muchos trabajos sobre el comportamiento de los electrones y el comportamiento de las ondas electromagnéticas. Estos últimos sistemas se conocen como cristales fotónicos –materiales con propiedades ópticas que permiten controlar y manipular el flujo de la luz-, por lo que se publican cientos de artículos sobre el tema. Sin embargo, en la parte acústica son muy pocos los trabajos realizados.

Por ello, hace cinco años el doctor Arriaga Rodríguez inició dicho estudio para conocer el tiempo de propagación de las ondas acústicas en sistemas que se construyen a base de silicio poroso, un material utilizado en dispositivos tecnológicos.

“Lo más importante es entender la Física fundamental, responder preguntas que la gente no tiene claras o que no se preocupa por ellas, por ejemplo cuánto tiempo tarda una onda en cruzar un sistema”, destacó el científico, nivel III del Sistema Nacional de Investigadores.

En su investigación “Tiempo de tunelaje de un paquete de ondas acústicas a través de heteroestructuras semiconductoras de silicio poroso”, el doctor en Física por la Universidad Complutense de Madrid, en España, determinó el tiempo de tunelaje de las ondas acústicas longitudinales, cuando éstas inciden de manera oblicua o de manera normal en un sistema compuesto por varias capas.

En cuanto al tiempo, éste dependerá del tamaño del sistema, por lo que serán lapsos muy cortos. En el caso de sistemas nanométricos, serán nanosegundos.

Ambos resultados se comprobaron experimentalmente en el Laboratorio de Caracterización Acústica del IFUAP, donde se midió la propagación de modos elásticos o acústicos en sistemas del orden de las micras.

Algunos de los resultados de esta investigación fueron publicados en la revista Physica B: Materia Condensada, de la editorial Elsevier, la cual comprende toda la Física de la materia condensada, incluyendo el trabajo tanto experimental como teórico.

Con este tema, el doctor Jesús Arriaga ha colaborado exitosamente con otros investigadores. En marzo de este año, el doctor Diosdado Lorenzo Villegas Villegas, investigador de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, en Santa Clara, Cuba, quien realizó una estancia en el IFUAP, obtuvo el premio nacional de investigación científica por la Academia de Ciencias de Cuba, por su trabajo “Modos vibracionales en heteroestructuras semiconductoras”, en el que colaboraron los doctores Jesús Arriaga Rodríguez y Zorayda Lazcano Ortiz, académico y egresada del IFUAP, respectivamente.

Además, la Sociedad Mexicana de Ciencia y Tecnología de Superficies y Materiales, A.C., otorgó el Premio Intercovamex a la Mejor Tesis de Doctorado a Zorayda Lazcano, egresada del Doctorado en Ciencias de Materiales, por su trabajo sobre este tema, el cual presentó en la VII International Conference on Surfaces, Materials and Vacuum, en octubre de 2014.

Jesús Arriaga Rodríguez, quien también es integrante de la Academia Mexicana de Ciencias, señaló que en esta investigación colaboran académicos de otras instituciones mexicanas, así como de España, Inglaterra y Francia. Con este tipo de trabajos, el IFUAP fortalece redes de colaboración dentro y fuera del país, y ratifica su destacada participación en el desarrollo científico.