La fuerte curiosidad que siempre he sentido hacia muchos y variados fenómenos físicos ha hecho que mi investigación sea altamente interdisciplinar, cubriendo un amplio espectro de campos de la física, tales como la física de superficies, la física atómica y molecular, la física de ondas de materia, la óptica física, la física de la materia condensada, la química física o los fundamentos de la mecánica cuántica. Sólo existe una única premisa tras mi filosofía de trabajo: aunque realizar cálculos numéricos precisos y detallados es necesario para describir los sistemas físicos, también es fundamental diseñar modelos más sencillos con el objetivo de analizar, comprender e interpretar los principales mecanismos que subyacen a los procesos y fenómenos exhibidos por tales sistemas para alcanzar un conocimiento pleno de los mismos. La perspectiva que se logra atacando los problemas de este modo da lugar a dos importantes consecuencias de tipo práctico:

• El conocimiento adquirido puede emplearse posteriormente para resolver y comprender otros problemas científicos más complejos de interés general.

• Este tipo de análisis puede motivar tanto experimentos innovadores, como el diseño de nuevos aparatos.

En mis investigaciones siempre se da una simbiosis óptima y beneficiosa entre trabajo analítico y simulaciones numéricas. El primero me permite obtener una descripción y compresión preliminares de la física del problema investigado. Las segundas me ayudan, a modo de experimentos numéricos, a reproducir y visualizar tal física, así como analizar otros aspectos que son inabordables desde un punto de vista meramente analítico.

La tipología de problemas de la óptica cuántica y la física cuántica en los que estoy interesado queda bien reflejada, a grandes rasgos, por el nombre del grupo, que también define la línea de investigación:

DINÁMICAS CUÁNTICAS EVENTO A EVENTO (DICE2)

Éste ha sido el leitmotiv que ha subyacido actividad científica desde sus orígenes. El listado inferior ofrece, grosso modo, una serie de sub-líneas de trabajo y problemas en los que he trabajado, cuya clasificación obedece más bien a criterios prácticos, como medio para sistematizar la investigación realizada, pues bastante a menudo se entrecruzan, provocando que no exista una frontera nítida entre unos y otros.

Por supuesto, por último pero no por ello menos importante ("last but not least"), dado que las simulaciones numéricas también constituyen un importante apoyo en mi investigación diaria, con objeto de aportar una ligera idea sobre las herramientas de trabajo que suelo emplear, así como las habilidades que se requieren para sacar adelante esta investigación, el último item de la lista constituye un breve resumen de las mismas.

 

Mecánica bohmiana en física atómica, molecular y óptica

• Colisiones átomo-superficie: de la difracción de Bragg al efecto arco iris

 

• Atrapamiento y resonancias en superficies: mecanismos de movimiento confinado en superficies

 

• Óptica física y física de ondas de materia: difracción, interferencia, polarización e interferometría

 

• Hidrodinámica cuántica en química física

 

Dinámica estocástica clásica y cuántica

• Transporte clásico y cuántico en superficies: difusión y disipación

 

• Enfoque de la difusión del estado cuántico en física de superficies y química física

 

• Efectos Zenón y anti-Zenón en sistemas dinámicos cuánticos y óptico

 

Correspondencia clásico-cuántica: entrelazamiento, decoherencia y control cuántico

• Dinámica de entrelazamiento cuántico

 

• Dinámica de decoherencia y disipación

 

• Control cuántico y efecto Zenón cuántico

 

• Efecto del retroceso colisional en interferometría de ondas de materia

 

• Puntos cuánticos y procesado de información cuántica

 

HERRAMIENTAS NUMÉRICAS DE TRABAJO: Simulaciones clásicas y cuánticas de dinámicas deterministas y estocásticas

• Cálculos de trayectorias clásicas asociadas a sistemas dinámicos regulares y caóticas (superficies de sección de Poincaré, exponentes de Lyapunov y propiedades estadísticas o de conjunto)

 

• Dinámicas clásicas estocásticas y movimiento de tipo browniano (ecuación de Langevin clásica)

 

• Propagaciones de paquetes de onda en sistemas de interés en interferometría, óptica, ciencia de superficies y reactividad química

 

• Propagación estocástica de la función de onda (difusión del estado cuántico)

 

• Simulaciones tipo dinámica molecular de sistemas grandes (combinadas con muestreos de tipo Monte-Carlo)