Investigadora de la FCFMyN recibe el premio Giambiagi a la mejor tesis doctoral en Física

Cuando era niña pensaba en ser arqueóloga, pero al frecuentar el espacio de trabajo de su padre en la Universidad Nacional de San Luis (UNSL) pronto se interesó por la física. Esto la llevó a formarse en la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales (FCFMyN) en la Licenciatura y Doctorado en Física.

Recientemente, la Dra. Lucía Ramirez fue distinguida con el premio Juan José Giambiagi de la Asociación Física Argentina (AFA) por su Tesis presentada entre 2019 y 2020.

Cabe mencionar que es la primera vez que este premio es otorgado a una tesis defendida en la UNSL. La misma se tituló “Caracterización de los procesos de deposición-remoción de objetos extendidos sobre redes de nodos conectados: Efectos de la naturaleza de la red y de la estructura de los objetos sobre el comportamiento crítico del sistema” y estuvo dirigida por el Dr. Paulo Centres.

La noticia fue recibida por la profesional en España, donde se encuentra realizando un posdoctorado en el Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC), ubicado en Palma de Mallorca.

Desde el sitio web oficial de la AFA señalaron que la tesis es de lectura fácil, sólida, clara, ordenada, haciendo un excelente uso de los recursos gráficos para clarificar el texto. Asimismo, explicaron que el trabajo estudia exhaustivamente el problema de percolación inversa mediante la remoción secuencial aleatoria de grupos correlacionados en redes con distinta topología, incluyendo redes complejas y k-meros tortuosos.

Los especialistas determinaron que la investigación describe resultados analíticos y numéricos sobre una gran variedad de redes y sistemas complejos obtenidos mediante técnicas de análisis innovadoras.

Por último, en el dictamen destacaron que: “El trabajo de la Dra. Ramirez tiene una fuerte aplicación potencial tanto en el área de la físico-química de superficies, de redes, como así también en el de los sistemas complejos. Durante su trabajo introdujo y llevó adelante un nuevo área de estudio dentro de su grupo, lo que confiere aún mayor valor a su aporte científico”.

¿Cómo se despertó tu interés por la física?

Para mí fue fácil, claro, pues en casa siempre tuve un ejemplar de COSMOS en la repisa (COSMOS de Carl Sagan ha inspirado a generaciones y generaciones de físicos y físicas) y a un padre apasionado por la ciencia que podía pasar horas explicándome por qué el cielo es azul. Pero no sólo lo tenía a él, sino a sus amigos. Recuerdo salir del colegio e ir a buscar a papá al subsuelo de Chacabuco y Pedernera; pasaba siempre un momento por la oficina de Marcelo Nazzarro o de Félix Nieto Quintas o de Roberto José Faccio para conversar con ellos. Daniel Linares siempre tenía algún acertijo. Así fui conociendo lo que era este mundo (con sus personajes), por lo que no fue una sorpresa para nadie cuando me incliné por la carrera de física, siguiendo con esta tradición padre-hija que es tan común en ciencias.

¿Qué significa que tu tesis haya sido reconocida con el Premio Juan José Giambiagi?

El premio Juan José Giambiagi fue instituido por la Asociación Física Argentina para reconocer la labor sobresaliente en la realización de una tesis doctoral en física aprobada en el país. Este año se premiaba a una tesis teórica que hubiera sido defendida entre 2019-2020.

Las tesis de doctorados son revisadas por evaluadores externos expertos en el área, que realizan un reporte ponderando la relevancia, calidad, originalidad, impacto y claridad de los trabajos presentados.

Teniendo en cuenta esos informes, como así también publicaciones e impacto,  un jurado de distinguidos investigadores e investigadoras del país consideró que mi tesis de doctorado era merecedora del reconocimiento a mejor tesis de doctorado 2019-2020.

Ha sido muy gratificante recibir este reconocimiento, que es un gran respaldo por parte de la comunidad al trabajo que, junto a Paulo Centres y Antonio José Ramirez Pastor, desarrollamos para mi doctorado.  Como tantas cosas, esto es fruto del esfuerzo colectivo y  también es un reconocimiento al trabajo que se lleva adelante en el grupo de «Simulación y Mecánica Estadística de Sistemas Complejos».

Para mí fue muy especial que, al momento del anuncio, que se hizo en el marco de la 106° Reunión Anual de la Asociación de Física Argentina, estaba al teléfono con mi mamá y mi papá, que también estaban siguiendo la sesión. Compartirlo de esa manera con ellos, es uno de los momentos más bonitos que me ha brindado la física.

¿Qué se realizó durante la investigación?, ¿Qué se entiende por percolación?

Durante el desarrollo del trabajo de investigación exploramos la transición de percolación sufrida por un sistema al que se le depositan o remueven grupos de componentes.

La percolación es un problema de gran interés dentro de la comunidad de mecánica estadística, ya que establece una técnica completa para el tratamiento de sistemas desordenados, modelos de geometría estocástica y fenómenos críticos. En particular, nuestro interés se centró, principalmente, en estudiar exhaustivamente el problema de percolación inversa al remover grupos de componentes. En esta variante del problema original, consideramos una red en la que todos los nodos/enlaces están inicialmente ocupados y, por ende, existe una gran isla de nodos/enlaces ocupados que conecta el sistema (la red está percolando). Luego, se remueven, de manera secuencial y aleatoria, grupos de componentes correlacionados hasta que el sistema pasa de exhibir una gran isla percolante a varias islas pequeñas desconectadas. A ese valor máximo de nodos/enlaces ocupados para el que sucede esta transición, lo llamamos umbral de percolación inversa y señala una transición de fase de segundo orden. Como se mencionó, las componentes removidas tienen la característica de estar correlacionadas, lo cual nos permitió estudiar cómo impacta la forma y la concentración de elementos removidos en la integridad del sistema. Cabe destacar que en el desarrollo de los estudios que culminaron en la esta tesis doctoral, se acuñó el nombre de percolación inversa para sistemas discretos de objetos removidos siendo un problema que ha tenido gran acogida dentro de la comunidad de la Mecánica Estadística.

La relación entre percolación inversa de especies correlacionadas con la resistencia de un sistema frente a daños o fallas, nos permitió vincular el modelo teórico con problemas de robustez en redes. Internet, rutas aéreas y redes de energía eléctrica son ejemplos de redes cuya funciones se basan fundamentalmente en el buen funcionamiento de la interconexión entre sus componentes, siendo susceptibles a fallas que pueden afectar el normal desarrollo de sus tareas. Es notable que la mayoría de los sistemas tengan una tolerancia muy alta frente a fallas, pudiendo mantener algunas de sus funciones aún cuando se ha visto comprometida su integridad. Sin dudas, conocer la robustez es uno de los aspectos más importantes de su estudio ya que nos permite mejorar el diseño o delinear estrategias para su protección. La teoría de percolación es una herramienta de importancia que nos permite estudiar la tolerancia de cualquier red frente a la eliminación de nodos. Si bien existen trabajos reportados previamente que estudian la robustez como un problema de percolación, se enfocan en la remoción de nodos individuales. Los aportes de este trabajo apuntan a entender cómo hace frente el sistema a daños correlacionados, tema de gran relevancia ya que es una aproximación realista a lo que ocurre cuando un sistema es atacado.

¿Cuál crees que fue el mérito de tu investigación para ser premiada como la «Mejor Tesis de Doctorado en Física Teórica desarrollada en la Argentina 2019-2020?

El jurado consideró que la tesis trata un problema de gran interés y es de lectura fácil, sólida, clara, haciendo buen uso de los recursos gráficos para clarificar el texto. El trabajo estudia exhaustivamente el problema de Percolación Inversa mediante la relación de grupos de componentes sobre distintos tipos de redes, que fue un tema en el que comencé a trabajar para la tesina de licenciatura. En el dictamen, consideran que los estudios analíticos y numéricos que realizamos eran innovadores y de gran precisión, fácilmente aplicables a gran cantidad de sistemas complejos. Esto último no es menor, ya que nosotros partimos pensando un problema dentro de la fisicoquímica de superficies y, en el desarrollo, nos dimos cuenta de todas las similitudes que encontrábamos con problemas totalmente diferentes dentro de los sistemas complejos, que es una de las áreas de más rápido crecimiento en los últimos años. Nuestros resultados pueden hablar de partículas químicas que se desorben de una superficie sólida o de componentes de una red compleja que es atacada.

Otro aspecto es que fue un trabajo bastante fructífero, ya que publicamos 7 trabajos en revistas Q1 (JCR2020).

¿Qué representa este premio para los/las profesionales de la física en el país y, en particular, en la comunidad del Departamento de Física?

El premio Giambiagi se otorga en la primera etapa de la carrera por lo que es un gran respaldo al trabajo desarrollado por jóvenes investigadores.  Es un premio bastante competitivo y con mucho prestigio en la comunidad argentina de física, para mí ha sido muy motivador. En particular, desde el Departamento de Física la noticia se recibió con mucho entusiasmo,  ya que es la primera vez que es otorgado a una tesis defendida en la Universidad Nacional de San Luis.  

¿Con qué tipo de cuestiones seguís vinculada a la UNSL?

Sigo muy relacionada al grupo de investigación. De  hecho,  este año publicamos un trabajo de investigación junto a ellos y a un colega chileno. Seguir en contacto con el grupo en el que hice el doctorado se da de manera bastante natural y tenemos varios proyectos en los que iremos avanzando.  Actualmente estoy realizando un postdoc en España, pero pretendo seguir vinculada al Departamento de Física de la UNSL, que es un poco mi casa.

¿Qué trabajo estás haciendo actualmente como investigadora en el exterior?

Actualmente me desempeño como investigadora postdoctoral en el Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC) en Palma de Mallorca, España. El IFISC se enfoca en investigaciones interdisciplinares y estratégicas en el campo de los Sistemas Complejos. En mi caso, estoy vinculada a dos líneas de investigación que se centran en information processing de sistemas biológicos y socio-técnicos.

Esta posición posdoctoral me ha generado mucho entusiasmo, ya que el IFISC ha sido siempre un centro de referencia en el estudio de los sistemas complejos. Ser parte y trabajar junto a investigadores que admiro es una tarea gratificante.

Entrevista: Esp. Francisco Vidal Sierra