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Delegación de estudiantes de Magíster UC visitan instituciones alemanas líderes en investigación en Física Médica

Entre el 13 y el 17 de marzo de 2023 la investigadora Paola Caprile junto a Francisco Cabrera, Nicolás Heumann, Ignacio López, Karol Raccousier, Sebastián Salgado y Hugo Videla, estudiantes de postgrado del Magíster en Física Médica, tuvieron la oportunidad única de visitar el Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ), que cuenta con más de 1200 científicos dedicados a la investigación de frontera aplicada al cáncer. Además, el viaje incluyó la visita a otras instituciones donde se realiza investigación con aplicaciones en esta enfermedad, como la Universidad de Heidelberg y su Hospital, El Instituto de Tecnológicode Karlsruhe (KIT) y la Universidad de Ciencias Aplicadas de Mannheim.

La experiencia fue financiada con una beca del Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD) en colaboración con el Instituto de Física UC, con el objetivo de brindar a los estudiantes la oportunidad de realizar un viaje académico que los apoye en el desarrollo de sus tesis, y, además, explorar las posibilidadesde continuar su carrera académica realizando un doctorado enAlemania, permitiéndoles practicar habilidades de comunicación y experimentar la cultura local.

Para Paola Caprile, directora del Magíster en Física Médica, el programa preparado con los colaboradores del DKFZ, fue realmente único: “Un viaje como este es una gran  oportunidad para cualquier físico médico. El DKFZ es uno de los centros más importantes de investigación en cáncer a nivel mundial y nuestros estudiantes tuvieron el privilegio de conocer sus laboratorios e instalaciones únicas en visitas exclusivas, acompañadas de charlas privadas ofrecidas por expertos mundiales en sus respectivas áreas de investigación en Física Médica. También, pudieron experimentar la “vida estudiantil”, participando de almuerzos con estudiantes y eventos sociales, así como presentando en sus ciclos de seminarios y recorriendo la preciosa ciudad de universitaria de Heidelberg cruzada por el río Neckar y rodeada por montes y un castillo. Conocieron, además, otros centros donde se realiza investigación aplicada en salud como el KIT en Karlsruhe y la Universidad de Ciencias Aplicadas de Mannheim. Fueron jornadas intensas, pero bien aprovechadas. Me alegró mucho ver que todos los alumnos participaron muy activamente en todas las instancias de interacción con alumnos y científicos. Realmente fue una gran experiencia para todos”.

Los estudiantes fueron recibidos por expertos de cada una de las instituciones. En el Hospital Universitario de la Universidad de Heidelberg tuvieron la oportunidad de aprender más de quienes lideran la investigación en Radioterapia con haces de iones o Radioterapia guiada por imágenes de resonancia magnética (MR), mientras visitaban el Heidelberg Ion Beam Therapy Center (HIT), así como el MR-Linac.

“La visita al DKFZ En Heidelberg fue un evento de gran importancia para mí, ya que permitió acceso de primera mano, y con guía de expertos, algunas de las instalaciones de Física Médica más avanzadas del mundo. Gracias a esta visita pudimos conocer en persona aquello que habíamos estudiado en teoría, lo que acercó considerablemente áreas que parecían inicialmente ser muy distantes. De forma general, fue muy sorprendente ver la diferencia abismal en recursos que se tiene entre las instituciones alemanas y las chilenas, pero por supuesto que lo que más impactó fue ver el HIT (Heidelberg Ion Beam Therapy Center), donde tienen una de las pocas máquinas para radioterapia con carbono en el mundo, algo que en Chile nos podemos solo imaginar. Solamente el gantry tiene 700 toneladas de peso (completamente móviles), por lo que fue realmente impactante verlo en persona. Tuvimos además la fortuna de que se encontraba en mantención, por lo que se nos permitió entrar a lugares que usualmente estarían restringidos”, explica Nicolas Heumann, estudiante del Magíster en Física Médica.

Durante la segunda jornada el investigador Joao Seco, jefe de la División de Física Biomédica en Radioterapia Oncológica compartió con ellos los últimos avances en la Radioterapia FLASH. Los alumnos pudieron visitar también equipos de diagnóstico de última generación, como el sistema MR de 7 Teslas, y los dispositivos PET-CT/MR de la División de Física Médica en Radiología.

En el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) el grupo fue recibido por el equipo de la académica Anke-Susanne Müller del Instituto de Física y Tecnología de Haces (IBPT), quienes los llevaron a conocer el Acelerador de Investigación de Karlsruhe (KARA) así como al Far Infrared Linac and Test Experiment (FLUTE) y el proyecto cSTART. También, visitaron el Institute of Microstructure Technology (IMT-KIT), donde desarrollan óptica emergente para nuevas técnicas de imágenes por rayos X, como la mamografía con realce de fase.

Por último, el Profesor Wiegand Poppendieck y sus estudiantes del Instituto de Ingeniería Biomédica (BMT) de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Mannheim compartieron diversos proyectos de aplicación en medicina, como su desarrollo de manos impresas en 3D, que pueden imitar simultáneamente el movimiento de una mano real, por ejemplo, para agarrar un lápiz.

Durante su visita, los estudiantes del Instituto de Física presentaron frente a investigadores y pares alemanes los resultados de sus investigaciones de postgrado, fomentando la colaboración y el intercambio científico entre investigadores y estudiantes de ambos institutos. “A nivel personal, la visita me permitió establecer lazos y redes de contacto con nuestros pares y potenciales supervisores de Alemania. Aquello es únicamente posible gracias al viaje. Y, por supuesto, que la experiencia supuso una gran oportunidad para conocer nuevas ciudades y culturas, tanto en lo cotidiano como en lo laboral”, concluye Nicolas Heumann, estudiante del Magíster en Física Médica.

La visita de los estudiantes fue financiada por el Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD) con fondos del Ministerio Federal de Relaciones Exteriores (AA).

Académico Samuel Hevia recibe el Premio de Reconocimiento a la Excelencia Docente (PRED) 2022

Este premio, otorgado por la la Vicerrectoría Académica UC, distingue a los profesores que realizan un trabajo docente de excelencia y que se destacan por enseñar de forma creativa e innovadora a sus estudiantes.

Este viernes 31 de marzo, en la ceremonia de inauguración del Año Académico 2023 realizada en el Auditorio Francisco Rosende, en el Campus San Joaquín, el Profesor del Instituto de Física UC, Samuel Hevia,   fue galardonado con el Premio de Reconocimiento a la Excelencia Docente (PRED), en la Categoría General, que reconoce aquellos académicos UC que sistemáticamente obtienen buenos resultados en las encuestas de evaluación docente y que son valorados por sus alumnos por la calidad, entrega y dedicación que demuestra clase a clase.

Para obtener esta distinción, los participantes son evaluados por sus pares y por representantes estudiantiles, según los Principios Orientadores para una Docencia de Calidad UC y luego postulados al concurso, que este año reconoció a 32 profesores de distintas facultades.

“Ser académico de esta universidad es un privilegio, me ha permitido desarrollar mi carrera científica, investigando en temas que me apasionan, y a la vez, me ha dado la posibilidad de entregar este conocimiento a mis estudiantes. Esto último tiene un impacto tremendo, el que muchas veces no dimensionamos, y es sin duda uno de los mayores aportes que hacemos a la sociedad. El recibir este reconocimiento me reafirma lo que he aprendido durante estos años, y es que el mensaje llega cuando lo entregas con cariño y dedicación”, afirma el académico.

Para conocer más sobre la investigación del académico Samuel Hevia, revisa la siguiente cápsula.

Visita la exposición itinerante “Mujeres en ciencia, tecnología e innovación”

Invitamos a nuestra comunidad a visitar la exposición itinerante “Mujeres en ciencia, tecnología e innovación”,  entre el 27 y el 31 de marzo de 2023 en el patio de la Facultad de Física.  En esta muestra la ciencia y el arte convergen en una propuesta creativa de 12 piezas, seleccionadas a partir del concursoorganizado por el Eje de Liderazgo Femenino y Equidad de Género del Proyecto Ciencia 2030 UC, en el que participaron miembros de todos los estamentos de nuestra universidad.

Con el apoyo de la Dirección de Equidad de Género y el proyecto Ines Género, el concursó logróvisibilizar la labor y el impactode las mujeres trabajando en ciencias, tecnología e innovación.

Dentro de las obras destacamos a “Hipatia”, creada por Daniela Osorio, estudiante de la Facultad de Física.

En este enlace es posible visitar la galería virtual con las 41 obras visuales participantes.

Invitación a coloquio "Complexity approaches to Space Weather and space plasma dynamics", por Juan Alejandro Valvidia, 18.04.2023

Invitamos a la comunidad del Instituto de Física a participar el próximo martes 18 de abril a las 15.40 hrs. del coloquio "Complexity approaches to Space Weather and space plasma dynamics", a cargo del investigador Juan Alejandro Valvidia , del departamento de Física, de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile. 

El coloquio se realizará de forma presencial en el Auditorio Jorge Krause y será emitido de forma simultánea por zoom:

https://zoom.us/j/98953821088?pwd=TzUwRnJpTlFRZnpTTm5NaWN1cE5KZz09

ID de reunión: 989 5382 1088
Código de acceso: 539981

Finaliza curso sobre “Artefactos Explosivos en Criminalística” impartido para personal de Labocar y GOPE de Carabineros de Chile

El Instituto de Física UC sigue fortaleciendo el vínculo con Carabineros de Chile aportando con conocimientos para abordar problemáticas criminalísticas que enfrenta el país, permitiendo entregar herramientas de análisis técnico-científico sobre balística y artefactos explosivos, a través de cursos de Educación Continua UC.

Durante el 2° semestre del 2022 se dictó el curso “Artefactos Explosivos en Criminalística: Fundamentos Físicos y los Efectos”, dirigido particularmente para personal de Labocar de distintas partes de Chile y GOPE de carabineros.

El curso, diseñado e impartido por el profesor del Instituto de Física, Dr. Donovan Díaz Droguett, abordó los fundamentos físicos de las explosiones.  “Esta capacitación puede ser clave en la función pericial de los distintos departamentos especializados, ya que en el curso se abordan desde los aspectos energéticos, termoquímicos y cinéticos que involucran las explosiones, hasta las características de la onda expansiva generada en una detonación, los efectos que produce en el entorno y tipos de daños en los seres humanos”, explica el docente.

En esta versión del curso participó como ayudante el ingeniero Cristián Flores, quién es perito balístico, armero artificiero y Sargento Segundo de Carabineros de Chile. Su colaboración permitió presentar estudios de casos relacionados con el ámbito real y profesional al que se ven enfrentados carabineros en situaciones que involucran artefactos explosivos.  

“Participar como ayudante en este curso, dio la oportunidad a mis colegas de aprender aplicando la teoría en ejercicios prácticos a los cuales se ven enfrentados como equipos integrados. Los funcionarios de especialidades como LABOCAR, GOPE Y OS9 de nuestra institución, participan de manera activa en a la investigación de atentados con artefactos explosivos improvisados o industriales a nivel nacional y es ahí donde toman relevancia los conocimientos adquiridos, ya que permitirán realizar investigaciones con un apego irrestricto a la metodología científica y responder preguntas que hasta antes del curso comprometían a los peritos en los juicios orales. Hoy con los conocimientos entregados, los jueces podrán aplicar la ley y condenar más allá de toda duda razonable a quienes atormenten de esta forma tan alevosa a nuestra sociedad”, afirma el Sargento Segundo Cristian Flores.

Este curso siguió en la línea de otros cursos anteriormente dictados por el Instituto de Física UC para Carabineros de Chile, los cuales trataron sobre Fundamentos Físicos de la Balística Intermedia y Terminal.   

Testimonios

La instancia tuvo un gran impacto en sus participantes, ya que les entregó herramientas para estar mejor capacitados a la hora de enfrentarse a explosivos:

“El curso fue inmensamente provechoso y pude adquirir muchos conocimientos debido a la excelente metodología en la cual se realizó, consistente en video clases , y las ayudantías, en las cuales uno podía resolver los ejercicios y dudas de las clases, además, los contenidos entregados por ambos profesionales del área. Personalmente me beneficia en mi labor diaria como perito criminalístico, dónde en ocasiones uno se ve enfrentado a casos en los cuales existen artefactos explosivos de por medio y sus respectivos efectos. Ahora gracias al curso realizado, podemos entregar información mucho más precisa y fundamentada mediante sustento científico”, afirma Pablo Silva, Sargento 1° de Carabineros, y perito Balístico en la Sección Labocar de Temuco.

 Diego Ripetti, Teniente de Carabineros, de dotación de la Prefectura de Operaciones Especiales GOPE explica: “los contenidos entregados por los profesores tiene un gran impacto en la labor diaria que realiza el GOPE de Carabineros de Chile, especialmente en las labores de peritajes de artefactos explosivos, logrando ser un complemento para la formación de peritos en explosivos, con un punto de vista desde la ciencia. Siendo la principal finalidad, contar con Carabineros más preparados y profesionales”.

Logro histórico en fusión nuclear: experimento replica el proceso realizado al interior del Sol y obtiene ganancia neta de energía a partir de su reacción

El Departamento de Energía de Estados Unidos anunció hoy que científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore lograron generar a través del proceso de fusión nuclear, un 50% más de energía neta de la que utilizó el láser más grande del mundo para ejecutar el experimento. Este hito acerca la posibilidad de usar la fusión nuclear como una fuente de energía limpia, segura y prácticamente inagotable.

Lograr un proceso de ignición – punto en el cual la fusión nuclear entrega más energía que la que fue invertida— similar al que ocurre en el centro del sol y en las estrellas, ha sido un sueño que ha cautivado a la comunidad científica por más de 60 años.

La teoría decía que era posible replicar en la Tierra las reacciones atómicas, y con este fin, se han construido y ejecutado experimentos en distintos lugares del mundo.

El resultado anunciado hoy es de alto impacto: “por primera vez se logra crear un experimento controlado, en el laboratorio, en el cual la energía de los productos de la fusión nuclear es mayor que la energía utilizada para confinar y calentar la materia”, explica el investigador del Instituto de Física UC Julio Valenzuela, experto en Física de Plasmas.

¿Cómo funciona el experimento?

En NIF (National Ignition Facility), una infraestructura de tamaño similar al Estadio Nacional, se apuntó 192 haces de láser con una energía total de 2 mega-joule a una cápsula del tamaño de un grano de pimienta que contiene deuterio y tritio – isotopos del hidrógeno-– comprimiéndola a un pequeño volumen del tamaño de un cabello humano.

En el proceso, la materia se calienta a temperaturas sobre los 100 millones de grados Celsius, generando presiones muy extremas, capaces de comprimir el hidrógeno a densidades de hasta 100 veces la densidad del plomo.

En estas condiciones, la materia se convierte en un plasma caliente y denso donde los núcleos de hidrógeno tienen energía suficiente para vencer la repulsión eléctrica y fusionarse. Como resultado, se crea un elemento más pesado (helio) y un neutrón, liberando energía e imitando los procesos nucleares que le dan energía a los cuerpos celestes.

“La fusión nuclear controlada como fuente de energía se investiga desde al menos 60 años, y cada vez que se creía estar cerca de lograrlo aparecían procesos físicos de los cuales no se tenía conocimiento. Para lograr fusión nuclear, se necesita que la materia esté en condiciones extremas de presión, por lo que generar y entender la Física, ha sido un desafío enorme de parte de la comunidad de Física de Plasmas”, afirma el investigador.

Potenciales energéticos

La ventaja de obtener energía a partir de la fusión nuclear por sobre otras fuentes alternativas es que no genera gases de efecto invernadero ni residuos radiactivos peligrosos. Además, el deuterio se pude obtener del agua de los océanos. A la tasa de consumo actual de energía, tenemos suficiente materia prima para abastecer el mundo por 10⁹ años, comparado con el petróleo que tenemos suficiente para tan solo 200 años.

Una tercera ventaja es que es una energía segura, ya que, si falla algún mecanismo en su generación, el proceso se estanca y no se suministra combustible a la cámara de reacción, sin riesgos de que se produzcan accidentes nucleares.

Proyecciones a futuro

El resultado obtenido sienta las bases para pensar que dentro de las próximas décadas será posible explotar la fusión nuclear controlada a escala comercial, generando electricidad limpia, combustibles para el transporte, energía para industrias pesadas, entre otras aplicaciones.

Para llegar a esto los desafíos son enormes: “por ejemplo, aún queda por aumentar la eficiencia de la reacción para alcanzar niveles más altos de energía que sean comparables o superiores a la energía necesaria para alimentar a todo el experimento, que es unas cien veces la energía reportada. Por otra parte, también queda por diseñar una planta que coseche la energía cinética de los productos de la fusión nuclear y la convierta en energía eléctrica que se pueda utilizar en nuestras casas. Finalmente, un punto no menor, se necesita reducir los costos de la tecnología para que sea económicamente rentable”, concluye el investigador.

Crédito imagen: Laboratorio Nacional Lawrence Livermor