Escola de Doctorat

Data de lectura: 07/11/2024

• GONCALVES ROMEU, DANIEL: Novel approaches for quantum technologies with atoms and photons in free space
  
  Autor/a: GONCALVES ROMEU, DANIEL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: FOTÒNICA
  Departament: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 10/10/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: CHANG, DARRICK
  Tribunal:
       PRESIDENT: GONZALEZ BALLESTERO, CARLOS
       SECRETARI: DE RIEDMATTEN, HUGUES
       VOCAL: GONZALEZ TUDELA, ALEJANDRO
  Resum de tesi: El ràpid avenç de les tecnologies quàntiques està empenyent la frontera de la innovació científica i tecnològica. Entre els diferents sistemes utilitzats per convertir teoria quàntica en aplicacions útils, els fotons es presenten com a contendents de particular interès.Els seus avantatges inherents, com la baixa decoherència i ràpida propagació, els fan portadors ideals d'informació quàntica per a aplicacions en comunicació, computació i mesura.Tanmateix, la manipulació i control eficients d'estats quàntics fotònics presenten reptes significatius, sovint requerint l'úsd'interfícies. En la present Tesi, investiguem diversos enfocaments innovadors per dissenyar i controlar les propietats de la llumutilitzant àtoms neutres atrapats en el buit.Al Capítol 2, presentem un nou mètode per observar i manipular efectes d'interferència quàntica entre uns pocs fotons i un sol àtomen el buit. El nostre enfocament utilitza una configuració de Creu de Malta, on dos feixos coherents il·luminen l'àtom en direccionsperpendiculars. Fins i tot quan l'acoblament àtom-fotó és dèbil, demostrem que un ajust precís de les relacions d'intensitat i faserelativa dels feixos és equivalent a obtenir una eficiència d'acoblament efectiva, la qual pot ser artificialment augmentada per adeterminats observables. En particular, és possible dissenyar correlacions entre fotons, des d'estats totalment antiagrupats fins aestats extremadament agrupats, així com controlar les propietats de la transmissió lineal en direccions específiques.Al Capítol 3, proposem la combinació de retícules atòmiques ordenades, protocols de Transparència Electromagnèticament Induïda(EIT) i àtoms de Rydberg com una plataforma prometedora per a l'òptica quàntica no lineal. La periodicitat espacial de la retículapermet un control precís sobre la dispersió de fotons, reduint la dissipació inherent de protocols tradicionals basats en EIT iRydberg. Utilitzant una retícula bidimensional, dissenyem i caracteritzem un ``interruptor'' accionat amb fotons individuals, onl'emmagatzematge d'un sol fotó com a excitació de Rydberg resulta en un fort canvi de la resposta òptica del sistema. Aquestinterruptor es pot utilitzar per implementar portes lògiques fotó-fotó amb un error que escala amb el radi de bloqueig de Rydbergcom R_b^{-4}, assolint potencialment eficiències de fins a 99% per a paràmetres assequibles experimentalment.Al Capítol 4, discutim un recent experiment on es van observar característiques pròpies de la transició de fase de Dicke en un núvold'àtoms allargat il·luminat en el buit. Això és inesperat, ja que el model de Dicke típicament involucra un conjunt d'àtoms acoblats demanera idèntica a un sol mode fotònic, similar a un conjunt d'àtoms en una cavitat. En canvi, els àtoms en el buit interactuen ambun continu de modes òptics, donant lloc a efectes de propagació que comprometen la uniformitat del model de Dicke. En aquestcapítol, presentem i resolem un model simple per explicar el comportament observat en l'experiment, basat en les equacions deMaxwell-Bloch unidimensionals. Tot i trobar un comportament no analític en certs observables, una anàlisi més detallada revela unainhomogeneïtat espacial significativa en les propietats atòmiques. Per això, concloem que el sistema en l'espai lliure no experimentauna transició de fase tradicional, sinó més aviat una ``separació'' de fase, entre regions saturades i no saturades.En conjunt, els resultats d'aquesta Tesi representen una contribució significativa cap a una millor comprensió dels fenòmensquàntics associats a les interaccions àtom-fotó en el buit, i cap a la conversió d'aquest coneixement en implementacionstecnològiques pràctiques.
  

• NANDI, ARIJIT: Multimodal data stream classification and prediction of e-learner’s emotional states
  
  Autor/a: NANDI, ARIJIT
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: INTEL·LIGÈNCIA ARTIFICIAL
  Departament: Departament de Ciències de la Computació (CS)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 27/09/2024
  Data de lectura: 07/11/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Defensa Pública Sala de Juntes de la FIB, edifici B6, planta 1, campus Barcelona Diagonal Nord
  Director/a de tesi: XHAFA XHAFA, FATOS | SUBIRATS MATÉ, LAIA
  Tribunal:
       PRESIDENT: CABALLÉ LLOBET, SANTIAGO
       SECRETARI: ESCUDERO BAKX, GERARD
       VOCAL: JUAN PEREZ, ANGEL ALEJANDRO
  Resum de tesi: Les emocions i la intel·ligència emocional són crucials per a l'èxit dels estudiants tant en entorns d'aprenentatge tradicionals (aules presencials), educació en línia (o e-learning / aprenentatge a distància) com en entorns tecnològics desenvolupats més recentment, com en espais de treball augmentats (és a dir, sistemes d'entrenament adaptatiu basats en realitat augmentada o virtual). Molts investigadors han examinat el paper de les emocions en la millora i l'optimització dels resultats d'aquests escenaris d'aprenentatge. També s'han proposat diversos enfocaments (que van des de models d'aprenentatge automàtic/aprenentatge profund) per utilitzar una o més modalitats de dades per a la classificació de les emocions. No obstant, fins ara aquests models ML/DL són adequats per al mode offline, on les dades per a la classificació d'emocions s'emmagatzemen s hi pot accedir infinitament. A més, els recents avenços tècnics i les tecnologies emergents d'Internet de les coses (IoT) han afegit una nova dimensió a aquests entorns d'aprenentatge, amb nombrosos instruments de retroalimentació (com càmeres web, polseres esportives, i així successivament) per a la interacció amb els alumnes. Aquesta nova capacitat ofereix grans quantitats de dades amb volum, diversitat i velocitat, conegudes com a fluxos de dades multimodals, així com a complements addicionals en la classificació de dades en temps real. Per tant, el desafiament científic central implica dissenyar, desenvolupar i avaluar sistemàticament un sistema per a la classificació de les emocions dels estudiants en el temps real utilitzant fluxos de dades multimodals en aquests escenaris d'aprenentatge.Inicialment, aquesta tesi investiga i respon a les preguntes d'investigació fonamentals concentrant-se en la construcció d'un sistema de classificació d'emocions en temps real que fa servir fluxos de dades multimodals, amb un enfocament principal en senyals fisiològics (com a electroencefalograma (EEG), electrocardiograma (ECG), activitat electrodèrmica (EDA) i cinturó respiratori (RB)). Després, per abordar les preguntes fonamentals plantejades en aquesta tesi, hem ideat una sèrie de metodologies diferents, que inclouen un sistema de classificació d'emocions en temps real (RECS), un sistema de classificació d'emocions multimodal en temps real (ReMECS) i un conjunt ponderat basat en penalització de recompensa (RPWE). A més, la tesi amplia l'enfocament ReMECS per manejar el processament de flux de dades multimodal descentralitzat per a la classificació d'emocions en temps real amb protecció de la privacitat dels usuaris, anomenat ReMECS basat en aprenentatge federat (Fed- ReMECS). A més, també s'ha proposat la solució d'una fàcil implementació de l'enfocament basat en l'aprenentatge federat (Aprenentatge federat habilitat per a Docker (DFL)) en dispositius distribuïts. El rendiment de tots aquests enfocaments proposats s'avalua rigorosament utilitzant dos conjunts de dades de referència, una base de dades per a l'anàlisi de les emocions utilitzant senyals fisiològics (DEAP) i un conjunt de dades per a la investigació de l'afecte, la personalitat i l'estat d ànim en individus i grups (AMIGOS) demostrant la superioritat sobre els models d última generació existents. Cal tenir en compte que es pot accedir a aquests conjunts de dades després de signar l'acord de llicència d'usuari final (EULA).Com a resultat, aquesta tesi contribueix fonamentalment a la base de coneixement central en la classificació de les emocions en el temps real utilitzant la transmissió de dades multimodal com un requisit previ necessari per a una interacció emocional precisa i sòlida en entorns diferents en el context de l'e-learning.
  

• ORSINI, LORENZO: A Topological Nanophotonics platform based on hyperbolic phonon-polaritons
  
  Autor/a: ORSINI, LORENZO
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: FOTÒNICA
  Departament: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 10/10/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: KOPPENS, FRANK
  Tribunal:
       PRESIDENT: ALONSO GONZÁLEZ, PABLO
       SECRETARI: GARCÍA DE ABAJO, JAVIER
       VOCAL: GIANNINI, VICENZO
  Resum de tesi: La Nanofotònica Topològica és un camp interdisciplinari emergent que ofereix un enfocament revolucionari per controlar i manipular la llum a escala nanomètrica. Combina principis de la Topologia, la Fotònica i la Nanotecnologia per investigar el comportament fascinant de la llum quan es confina a estructures a escala nanomètrica. Un objectiu principal de la comunitat és aconseguir estats de vorera topològics profundament confinats per sota del límit de difracció. Malgrat el progrés teòric i experimental, aconseguir aquests estats de vorera en un sistema nanofotònic havia estat elusiu fins ara.Aquesta tesi es dedica a aconseguir estats de vorera topològics en un sistema nanofotònic mitjançant diversos mètodes. Utilitzem materials hiperbòlics naturals per aprofitar els seus modes electromagnètics d'alta qualitat i sub-difracció, coneguts com a polaritons de fonons hiperbòlics. Emprenem una tècnica de patró indirecte per fabricar dispositius nanofotònics, resolent problemes de fabricació i permetent un control precís de les nanoestructures. Finalment, caracteritzem aquests sistemes amb microscòpia òptica de camp proper. Aconseguir estats de vorera topològics de sublongitud d'ona profunda va requerir diversos assoliments fonamentals:Anàlisi Quantitativa de Camp Proper Polaritònic:La microscòpia òptica de camp proper és crucial per estudiar materials més enllà del límit de difracció, però interpretar aquestes mesures és desafiant. Per resoldre això, desenvolupem una teoria basada en el mètode de matriu de transferència per simular la resposta de estructures polaritòniques unidimensionals, relacionant eficientment la resposta de camp proper amb propietats físiques ben definides i millorant la comprensió dels fenòmens polaritònics. Avançant en la Plataforma Hiperbòlica:La física de la nostra plataforma hiperbòlica estava poc explorada, creant una bretxa en la comprensió de les seves propietats i mètodes de control. Els nostres estudis van revelar nous coneixements sobre els polaritons de fonó hiperbòlics en sistemes amb patrons indirectes. Aconseguim tres resultats clau: primer, vam obtenir nous coneixements sobre el comportament fonamental dels polaritons de fonó hiperbòlics, proporcionant una comprensió més profunda de les seves interaccions dins de sistemes amb patrons indirectes; segon, vam investigar nanocavitats amb patrons indirectes, aconseguint factors de qualitat rècord d'aproximadament 80, mentre manteníem el volum del mode cinc ordres de magnitud més petit que la longitud d'ona d'excitació en l'espai lliure; i tercer, vam descobrir que l'acoblament entre cavitats és radiatiu, afectant el disseny de xarxes i cristalls fotònics. Aconseguint Estats de Vorera Topològics de Sublongitud d'Ona Profunda:Vam demostrar experimentalment estats de vorera topològics de sublongitud d'ona profunda implementant una xarxa unidimensional basada en el model de Su-Schrieffer-Heeger. L'estat de vorera topològic es va confinar en un volum de sub-difracció de 0,021μm³, quatre ordres de magnitud més petit que el volum de la longitud d'ona d'excitació en l'espai lliure utilitzat per sondar el sistema, mentre mantenia un factor de qualitat de ressonància superior a 100.
  

• SUNYER GRAU, BERNAT: Study of strabismus causes and management: the efficacy of vision therapy in the treatment of central stabismus
  
  Autor/a: SUNYER GRAU, BERNAT
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA ÒPTICA
  Departament: Departament d'Òptica i Optometria (OO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 04/10/2024
  Data de lectura: 07/11/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Centre Universitari de la Visió (CUV) -Passeig del Vint-i-dos de Juliol, 660. 08222 Terrassa // https://meet.google.com/yre-xmxr-bfs
  Director/a de tesi: QUEVEDO JUNYENT, LUISA JESUS | RODRÍGUEZ VALLEJO, MANUEL
  Tribunal:
       PRESIDENT: CERVIÑO EXPÓSITO, ALEJANDRO
       SECRETARI: ARGILÉS SANS, MARC
       VOCAL: MOLINA MARTÍN, AINHOA
  Resum de tesi: L’estrabisme és una desviació dels eixos visuals que impedeix la fixació bifoveal. És una condició relativament comuna que afecta entre el 2-6% de la població. La presentació de l’estrabisme pot variar molt d’una persona a una altra, ja que pot diferir en la direcció de la desviació, la magnitud, si és constant o intermitent, si és unilateral o alternant, o si és comitant o incomitant, entre d'altres. A més a més, la desviació ocular pot coexistir amb adaptacions sensorials igualment diverses. L'ampli ventall de formes que pot adoptar l'estrabisme suggereix que no és una única entitat, sinó una possible conseqüència de múltiples condicions subjacents.Les causes de l'estrabisme poden sorgir de problemes en qualsevol de les estructures implicades en la visió i el control oculomotor. Des de l’ull i els seus annexos, orígen perifèric, fins a alteracions al cervell, orígen central. L'estrabisme d'origen perifèric està generalment ben definit però és el menys freqüent. Sol ser provocat per problemes a l'òrbita, els músculs extraoculars (MEOs) o les seves innervacions, ja sigui per alteracions genètiques o degut a defectes adquirits. La majoria dels casos d'estrabisme continuen sent poc compresos, i es creu que les seves causes tenen un origen central: conseqüència d'un desenvolupament anòmal de les xarxes neuronals implicades en els sistemes visual i oculomotor.El tractament de l’estrabisme es basa tradicionalment en la correcció òptica, l'observació i/o la cirurgia dels músculs extraoculars. Quan la desviació persisteix, la cirurgia ocular és la principal opció de tractament. Tot i ser un procediment freqüentment realitzaten la pràctica oftalmològica, continua sent objecte de debat pel que fa a quin és el procediment quirúrgic més eficaç i quina és l’edat òptima per la intervenció. A més, els criteris per a un resultat exitós en la cirurgia dels MEOs varien molt entre estudis. Una opció de tractament alternativa per a l’estrabisme és la teràpia visual, una sèrie d'exercicis seqüencials i progressivament més difícils dissenyats per millorar el control binocular i la fusió. La teràpia visual s’utilitza en el tractament de disfuncions visuals. No obstant això, l’evidència científica que recolza el seu ús en l’estrabisme és escassa.L’objectiu principal d’aquesta tesi és aportar llum sobre les causes de l'estrabisme i la seva relació amb el tractament. Per fer-ho hem dut a terme una revisió narrativa sobre l'etiologia de l'estrabisme comitant, on hem pogut concloure que la majoria d'indicis apunten a una causa central i no perifèrica, és a dir, sense alteracions significatives dels MEOs. També hem dut a terme una revisió sistemàtica sobre l'èxit de la cirurgia i si es tenen en compte les causes de l'estrabisme en el tractament quirúrgic de l'exotropia intermitent. Les conclusions d'aquest estudi són que les causes no es tenen en compte i que els criteris d'exit de la cirurgia són molt variables entre estudis i gairebé exclusivament basats en aspectes motors, passant per alt aspectes sensorials. El tercer estudi consisteix en el cas clínic d’un pacient amb endotropia infantil recurrent que havia estat sotmès a sis cirurgies dels MEOs quan era petit i que ha sigut tractat amb èxit amb teràpia visual en l'edat adulta. Finalment, hem dissenyat un programa informàtic pilot destinat a ajudar els professionals de la salut visual en la presa de decisions pel que fa a la gestió dels pacients amb estrabisme. El programa té en compte les dades recollides en l'examen visual, tant en les proves optomètriques com en l'anamnesis i, a partir d'aquí, informa sobre els pros i els contres de les diferents alternatives de tractament i el pronòstic esperat en cas d'optar per teràpia visual. Tanmateix, ofereix idees d'exercicis i consells per la realització de la teràpia visual.
  

• VURGUN, EDA: Compact Binary Millisecond Pulsars: X-ray Observations and Numerical Simulations
  
  Autor/a: VURGUN, EDA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: FÍSICA COMPUTACIONAL I APLICADA
  Departament: Departament de Física (FIS)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 27/09/2024
  Data de lectura: 07/11/2024
  Hora de lectura: 11:30
  Lloc de lectura: Sala Polivalent, Edifici C, Aula C0.7, Campus Diagonal Besos
  Director/a de tesi: GARCÍA SENZ, DOMINGO | LINARES ALEGRET, MANUEL
  Tribunal:
       PRESIDENT: CASARES VELÁZQUEZ, JORGE
       SECRETARI: JOSE PONT, JORDI
       VOCAL NO PRESENCIAL: YAVUZ EKSI, KAZIM
  Resum de tesi: La tesi tracta sobre els púlsars de mil·lisegons (MSP), un grup fascinant d'estrelles de neutrons que es distingeixen pels seus períodes de rotació excepcionalment ràpids (Ps < 30 mil·lisegons) i els seus camps magnètics forts (de l'ordre de 10^8 a 10^9 Gauss). Es creu que aquests objectes còsmics es formen a través d'un procés en què la transferència de massa d'una estrella acompanyant en un sistema binari accelera o "recicla" l'estrella de neutrons a aquests períodes de rotació ràpida. Aquest procés de reciclatge no només rejoveneix el púlsar, sinó que també proporciona informació sobre els complexos mecanismes de l'evolució estel·lar. La tesi està dividida en dues parts, totes dues centrades en els fenòmens associats als MSP. La primera part explora una població d'estrelles de neutrons mitjançant dades d'observació en raigs X. Se sap que els cúmuls globulars (GCs) són especialment eficients a l'hora de formar MSPs i binaris de raigs X de baixa massa (LMXBs) a causa de les seves altes densitats estel·lars. L'estudi presenta una investigació detallada del cúmul globular M28 (NGC 6626) utilitzant les dades completes del conjunt ACIS de Chandra (2002-2015). Es va examinar la lluminositat de raigs X (LX), l’espectre i la modulació orbital de 7 binaris compactes de MSP al cúmul. Entre els resultats destacats, es va descobrir una modulació del flux orbital en els raigs X de M28I (IGR J18245–2452), centrada al voltant de la conjunció inferior del púlsar. A més, l'anàlisi de l'espectre de l'estrella de neutrons en l'LMXB inactiva va permetre limitar la seva massa i radi, trobant radis d'entre 9,2 i 11,5 km per a models d'atmosfera d'hidrogen i de 13,0 a 17,5 km per a models d'heli, amb una massa d'1,4M⊙ (interval de confiança del 68%). També es va investigar la variabilitat a llarg termini de les 46 fonts de raigs X més brillants, descobrint sis noves fonts de raigs X variables de baixa lluminositat a M28. La segona part de la tesi estudia la interacció del camp magnètic de l'estrella de neutrons amb el disc d'acreció proper, realitzant simulacions detallades de magnetohidrodinàmica (MHD) que incorporen estructures realistes de discs a les simulacions numèriques. L'objectiu és dilucidar el mecanisme que impulsa les transicions d'estat en els MSPs de transició, l'origen físic de les quals encara és poc conegut. Les simulacions utilitzen un codi axisimètric de dinàmica de partícules suavitzades (SPH) MHD recentment desenvolupat, explorant quatre escenaris d'interacció basats en la distància entre l'estrella de neutrons i el radi interior del disc. Es van utilitzar camps magnètics superficials típics dels MSPs (B0 = 9,6 × 10^7 G), similar al valor conegut per l'MSP PSR J1023 + 0038, i es va investigar la interacció camp-disc en funció de l'angle d'inclinació entre l'eix de rotació i l'eix magnètic de l'estrella de neutrons. La tesi es centra en simulacions numèriques d'estructures de discs, amb i sense camps magnètics. Les simulacions inicials sense camps magnètics van establir una configuració de disc estable, que va servir de base per a estudis posteriors. Les simulacions que van introduir un camp magnètic amb angles d'inclinació variables van revelar que els rotadors alineats van mantenir l'estabilitat durant diverses òrbites, mentre que angles d'inclinació més elevats van provocar inestabilitat al disc. En conjunt, aquesta tesi contribueix de manera significativa a la comprensió dels cicles de vida de les estrelles, les interaccions binàries i les condicions físiques extremes en aquests objectes celestes extraordinaris, els MSPs.