Development and applications of density matrix functional theory of generalized Hubbard Models

In dieser Doktorarbeit wird eine akkurate Methode zur Bestimmung von Grundzustandseigenschaften stark korrelierter Elektronen im Rahmen von Gittermodellen entwickelt und angewandt. In der Dichtematrix-Funktional-Theorie (LDFT, vom englischen lattice density functional theory) ist die Ein-Teilchen-Dichtematrix γ die fundamentale Variable. Auf der Basis eines verallgemeinerten Hohenberg-Kohn-Theorems ergibt sich die Grundzustandsenergie Egs[γgs] = min° E[γ] durch die Minimierung des Energiefunktionals E[γ] bezüglich aller physikalischer bzw. repräsentativer γ. Das Energiefunktional kann in zwei Beiträge aufgeteilt werden: Das Funktional der kinetischen Energie T[γ], dessen lineare Abhängigkeit von γ genau bekannt ist, und das Funktional der Korrelationsenergie W[γ], dessen Abhängigkeit von γ nicht explizit bekannt ist. Das Auffinden präziser Näherungen für W[γ] stellt die tatsächliche Herausforderung dieser These dar. Einem Teil dieser Arbeit liegen vorausgegangene Studien zu Grunde, in denen eine Näherung des Funktionals W[γ] für das Hubbardmodell, basierend auf Skalierungshypothesen und exakten analytischen Ergebnissen für das Dimer, hergeleitet wird. Jedoch ist dieser Ansatz begrenzt auf spin-unabhängige und homogene Systeme. Um den Anwendungsbereich von LDFT zu erweitern, entwickeln wir drei verschiedene Ansätze zur Herleitung von W[γ], die das Studium von Systemen mit gebrochener Symmetrie ermöglichen. Zuerst wird das bisherige Skalierungsfunktional erweitert auf Systeme mit Ladungstransfer. Eine systematische Untersuchung der Abhängigkeit des Funktionals W[γ] von der Ladungsverteilung ergibt ähnliche Skalierungseigenschaften wie für den homogenen Fall. Daraufhin wird eine Erweiterung auf das Hubbardmodell auf bipartiten Gittern hergeleitet und an sowohl endlichen als auch unendlichen Systemen mit repulsiver und attraktiver Wechselwirkung angewandt. Die hohe Genauigkeit dieses Funktionals wird aufgezeigt. Es erweist sich jedoch als schwierig, diesen Ansatz auf komplexere Systeme zu übertragen, da bei der Berechnung von W[γ] das System als ganzes betrachtet wird. Um dieses Problem zu bewältigen, leiten wir eine weitere Näherung basierend auf lokalen Skalierungseigenschaften her. Dieses Funktional ist lokal bezüglich der Gitterplätze formuliert und ist daher anwendbar auf jede Art von geordneten oder ungeordneten Hamiltonoperatoren mit lokalen Wechselwirkungen. Als Anwendungen untersuchen wir den Metall-Isolator-Übergang sowohl im ionischen Hubbardmodell in einer und zwei Dimensionen als auch in eindimensionalen Hubbardketten mit nächsten und übernächsten Nachbarn. Schließlich entwickeln wir ein numerisches Verfahren zur Berechnung von W[γ], basierend auf exakten Diagonalisierungen eines effektiven Vielteilchen-Hamilton-Operators, welcher einen von einem effektiven Medium umgebenen Cluster beschreibt. Dieser effektive Hamiltonoperator hängt von der Dichtematrix γ ab und erlaubt die Herleitung von Näherungen an W[γ], dessen Qualität sich systematisch mit steigender Clustergröße verbessert. Die Formulierung ist spinabhängig und ermöglicht eine direkte Verallgemeinerung auf korrelierte Systeme mit mehreren Orbitalen, wie zum Beispiel auf den spd-Hamilton-Operator. Darüber hinaus berücksichtigt sie die Effekte kurzreichweitiger Ladungs- und Spinfluktuationen in dem Funktional. Für das Hubbardmodell wird die Genauigkeit der Methode durch Vergleich mit Bethe-Ansatz-Resultaten (1D) und Quanten-Monte-Carlo-Simulationen (2D) veranschaulicht. Zum Abschluss wird ein Ausblick auf relevante zukünftige Entwicklungen dieser Theorie gegeben.

Respuesta de las células HeLa y EA.hy926 al estrés por hipoxia y radiación ionizante a través de la vía JAK/STAT y la supervivencia celular

El comportamiento biológico de las células cancerosas es influenciado por el microambiente en el que se desarrollan y en este, factores como la angiogénesis o el estímulo de agentes estresores como la hipoxia, se han considerado críticos para su evolución y manejo terapéutico. Uno de los mecanismos moleculares implicados en la respuesta celular frente a estímulos estresores es la activación de vías de señalización intracelulares; en este estudio, se evaluó el estado de la vía JAK/STAT y en ella la expresión/activación de la proteína STAT3 en la línea tumoral (HeLa) y endotelial (EA.hy926), sometidas a hipoxia física y química con mesilato de deferoxamina durante 2, 6 y 24 horas. Adicionalmente, al considerar la importancia de la hipoxia como un agente modificador de la respuesta en el manejo del cáncer utilizando radiaciones ionizantes, se construyeron curvas de supervivencia celular que permitieron evaluar el comportamiento celular frente a estos estímulos. El presente estudio resalta la importancia de la hipoxia como un estímulo que modifica la activación de la proteína STAT3 y la supervivencia de células irradiadas en las dos líneas estudiadas.

Caracterización de los pacientes con hemorragia de vías digestivas altas no varicosa atendidos en el Hospital Universitario de la Samaritana, Cundinamarca

La hemorragia de vías digestivas altas (HVDA) es una emergencia frecuente. La etiología más común es la úlcera péptica. La restauración del volumen intravascular y la presión arterial son la prioridad del manejo. La endoscopia (EGD) debe realizarse luego de la reanimación inicial y lograda la estabilización hemodinámica, tratar la lesión subyacente mediante hemostasia. Se realiza un estudio en un hospital de referencia de tercer nivel, Cundinamarca, Colombia Materiales y métodos: Estudio descriptivo retrospectivo, datos obtenidos de la historia clínica electrónica de pacientes adultos que consultaron por urgencias en el Hospital Universitario de la Samaritana (HUS) por HVDA, diagnosticada por hematemesis, melenas, hematoquezia y/o anemia; a quienes se les realizó EGD durante abril del 2010 - abril del 2011. Resultados: Se atendieron 385 pacientes en el período de estudio, 100 fueron excluidos debido a hemorragia secundaria a várices esofágicas, historia incompleta y hemorragia digestiva baja, para un total de 285 pacientes analizados. El 69.1% eran mayores de 60 años. El 73.3% presentaba hipertensión arterial, el 55.1% reportaba ingesta de Anti-inflamatorios no esteroideos (AINES) y Aspirina (ASA). El 19.6% reportaba episodios de sangrado previos y 17.9% presentó inestabilidad hemodinámica. Sesenta y tres pacientes (22,1%) requirieron hemostasia endoscópica, treinta y dos (11.2%) presentaron resangrado. La mortalidad reportada fue del 13.1%, del cual 55.3% correspondía a hombres. Discusión: La mayoría de la población atendida en el HUS por HVDA son adultos mayores de 60 años. La úlcera péptica, continúa siendo el diagnóstico más frecuente asociado al uso de AINES y ASA.

Calidad de vida en personas con hemofilia: una revisión de la literatura

Introducción: La hemofilia es una enfermedad poco frecuente; no obstante, los avances en los tratamientos de pacientes hemofílicos en las últimas décadas han generado cambios en su calidad de vida. Esto ha motivado el desarrollo de múltiples investigaciones al respecto. Objetivo: Revisar la literatura sobre la calidad de vida en el paciente hemofílico, producida en el periodo 2008-2012. Método: Se consultaron algunas bases de datos científicas utilizando como palabras clave “hemofilia” y “calidad de vida”. Se recopiló la información encontrada y se organizó según los objetivos propuestos en “factores negativos” y “factores protectores” de la calidad de vida a nivel fisiológico, psicosocial y cultural; “instrumentos para la evaluación de la calidad de vida” a nivel específico y general; y antecedentes empíricos de los últimos cinco años en los que se evaluara la calidad de vida o se realizara alguna intervención en la misma. Resultados: En general la información disponible sobre el comportamiento epidemiológico de la hemofilia es limitada. El interés por factores protectores y negativos es principalmente de tipo fisiológico, aunque se encontraron factores de tipo psicosocial y cultural, lo que indica la importancia de profundizar en esta temática. Existen pocos instrumentos especializados para la evaluación de la calidad de vida en hemofílicos. La evidencia empírica se centra en la evaluación. Conclusión: El estudio de la calidad de vida en pacientes hemofílicos amerita ser abordado de manera interdisciplinaria.

Comparación de cuatro escalas de riesgo en pacientes que consultaron por síncope al servicio de urgencias

Introducción: El síncope es un motivo frecuente de consulta en Urgencias, definir el estudio y el destino de estos pacientes es motivo de controversia. Se han diseñado varias escalas para estratificación del riesgo en pacientes con esta entidad. En este estudio se comparan las características operativas de 4 escalas para la decisión de hospitalizar pacientes con síncope que consultan a un servicio de urgencias de una institución de III y IV Nivel Métodos. Estudio analítico transversal, en el que se aplicaron las 4 escalas de riesgo a pacientes que consultaron por síncope al servicio de Urgencias durante un período de 6 meses y que fueron hospitalizados en la institución donde se realizó. Se evaluaron los resultados aplicando el programa Epidat 3.1 para sensibilidad y especificidad, índice de Youden. Resultados. Se incluyeron en total 91 pacientes. La sensibilidad de las escalas San Francisco, OESIL, EGSYS y la institucional para el requerimiento de hospitalización fue de 79%, 87%. 63% y 95% respectivamente y la especificidad fue de 52%, 40%, 64% y 14%. EL riesgo de mortalidad no fue adecuadamente detectado por la escala de San Francisco.. Conclusiones. Ninguna de las escalas aplicadas a los pacientes hospitalizados que consultaron por síncope a urgencias superó el juicio clínico para definir la hospitalización. Sin embargo, la escala OESIL y la institucional pueden ayudar a corroborar la decisión clínica de hospitalizar en esta población.

Aproximación a un modelo metodológico orientado a los procesos de gestión de conocimiento generadores de valor en organizaciones del sector salud en Colombia

En las organizaciones del sector salud en Colombia, se realizan procedimientos que a pesar de ser homólogos entre ellos, no se discriminan ocasionando que no siempre se escoja el que genere mejores resultados, no solo desde el punto de vista médico sino también de la dirección que se ejerce en las organizaciones la cual debe estar en función de optimizar cualquiera de los procesos propios de la actividad, en este caso, en busca de generación de valor usando como vía la apropiada GC, éste documento está orientado a demostrar que la GC aporta herramientas que permiten desarrollar la aproximación a un modelo metodológico que procura facilitar la elección de procedimientos en salud si se toman los costos asociados como criterios relevantes del análisis, se seleccionaron como instrumento de demostración a los procesos denominados Traqueostomía Quirúrgica y Traqueostomía Percutánea la intensión de desarrollar una aproximación a un modelo metodológico orientado a los procesos de gestión de conocimiento generadores de valor en organizaciones del sector salud en Colombia.

Identificación de factores de riesgo asociados a fatiga en personal de enfermería en una clínica del sector privado de la ciudad de Bogotá, Colombia

La fatiga asociada a la carga de trabajo impuesta en trabajadores del sector salud es un factor directamente relacionado con el nivel de desempeño del trabajador y por lo tanto de la seguridad del paciente. El objetivo del presente estudio es realizar una evaluación multidimensional de la fatiga laboral percibida del personal de enfermería de una Institución Prestadora de Servicios de Salud (IPS) de IV nivel la ciudad de Bogotá. Para la valoración de fatiga se aplicó la versión en español del Inventario Sueco de Fatiga Ocupacional (SOFI-S) acompañado de preguntas abstraídas de la batería de riesgo psicosocial del Ministerio de la Protección Social y un cuestionario demográfico. Se encuestaron 60 enfermeras (3,3% hombres, 96,7% mujeres). Los principales factores asociados a la generación de fatiga son las horas de sueño, el turno y las actividades del hogar. La agrupación factorial genera 4 dimensiones de fatiga y no 5 como comúnmente se agrupa el cuestionario SOFI.

Caracterización de las variables nutricionales en pacientes incidentes de diálisis peritoneal rts 2011-2012

Los pacientes con enfermedad renal crónica (ERC) terminal se caracterizan por presentar alteraciones nutricionales que se perpetúan independiente de la modalidad de la Terapia de Reemplazo Renal (TRR). En la diálisis peritoneal, tanto APD (automated peritoneal dialysis) como la CAPD (continuous ambulatory peritoneal dialysis) existe un alto riesgo de pérdida de albúmina por el filtrado peritoneal, sin diferencias claras en el estatus nutricional. El presente estudio caracteriza el estado nutricional de los pacientes incidentes en diálisis peritoneal de RTS Bogotá Regional 1, con un seguimiento de un año, para conocer los cambios en las variables nutricionales. Se realizó un estudio de cohortes retrospectivo, analizando 2 grupos según el tipo de diálisis peritoneal escogida (APD o CAPD), con un análisis análisis descriptivo trimestral de las características nutricionales y posteriormente una comparación entre las 2 modalidades de TRR. Encontrando un promedio de edad de 60,8 años, la mayoría hombres y etiología principal nefropatía diabética. La mayoría de las variables nutricionales permanecieron sin cambios durante seguimiento. El Test de equilibrio peritoneal para glucosa y creatinina mostró valores promedio bajo y promedio alto y la mayoría de pacientes un rango nutricional normal. Al comparar APD y CAPD, solo se encontraron de forma aislada, diferencias significativas en algunas variables aisladas. Este es el primer estudio en Colombia que evalúa diferentes aspectos nutricionales en diálisis peritoneal. Aunque con limitaciones metodológicas, es un punto de partida para la realización de estudios más robustos que del estado nutricional de los pacientes en diálisis peritoneal

Tensiones socio-espaciales por las ventas ambulantes en el espacio público en Bogotá a partir del decreto 456 de 2013. Estudio de caso: Plazoleta del Rosario

El aprovechamiento económico del espacio público constituye un fenómeno que pone a prueba la definición de lo público y lo privado. Esta distinción es una de las bases de la institucionalidad del Estado moderno, por lo que desafiarla genera tensiones que repercuten en su administración. Por su parte, los actores involucrados en la discusión de la racionalidad sobre la que se fundamentan los cimientos de nuestra democracia liberal, son agentes marginalizados a través de las diferentes clasificaciones que se aplican a ellos estigmatizándolos socialmente. Es a partir de esta dicotomía entre lo formal y lo informal y su manera de relacionarse, que se entra a discutir la construcción social del espacio público y las ambivalencias de los derechos de una población que actúa al margen del sistema.

El desarrollo de la competencia social en el segundo ciclo de educación infantil : validación de un programa de solución de problemas interpersonales.

Revisar todos los antecedentes teóricos y conceptuales de los programas para el desarrollo de la competencia social, especialmente en los niños pequeños. Elaborar y evaluar un programa de desarrollo de la competencia social para niños de Educación Infantil entre 3 y 5 años. Se seleccionar 36 niños para cada uno de los grupos (grupo control y tratamiento). La muestra total está compuesta por 72 niños de 3, 4 y 5 años, siendo 36 de género masculino y 36 de género femenino. Se utiliza un sistema polietápico en dos fases para la selección aleatoria de los sujetos a partir de 12 aulas de centros educativos públicos y privados. Se utiliza un diseño cuasi-experimental (por utilizarse grupos naturales) con grupo de comparación pretest-postest. El grupo de tratamiento se expone durante cinco meses y medio al programa de intervención y el grupo de comparación no se expone a ningún programa sistemático de desarrollo de la competencia social, sino que recibe la enseñanza habitual en el aula. La variable independiente es el programa de intervención (participar en él o no). Las variables dependientes son: el comportamiento social observado en condiciones naturales, la valoración de la competencia social de cada niño y las habilidades de solución de problemas. También se evalúa la aceptabilidad del programa por parte de los profesores y padres. Se toman múltiples medidas de competencia social: a) observación directa del comportamiento social en situaciones análogas (se registran, por medio de dos observadores independientes entrenados, diversas conductas); b) Kohn Social Competence Scale (KSC), para evaluar el funcionamiento social y emocional de niños de preescolar a través de la observación sistemática por parte del profesor del comportamiento del niño en el aula; c) Cuestionario sobre Estrategias de Interacción entre Iguales (CEI), cuestionario con ocho historias representadas en láminas que muestra situaciones de diferente tipo de metas sociales; d) Cuestionario para Maestros (CPR), consta de catorce afirmaciones sobre aspectos del programa; e) Cuestionario para Padres (CPA), que consta de siete preguntas sobre aspectos diversos del programa. El tratamiento estadístico de los datos se realiza con el paquete SPSS y el programa STATVIEW. Se aplican las pruebas de contraste de hipótesis: t de Student para grupos independientes y el análisis discriminante para hacer comparaciones inter-grupo antes y después de la intervención. Los niños del grupo de intervención muestran (al finalizar el programa) más comportamientos de cooperación verbal y no verbal, y menos actividad individual en las situaciones analizadas. También presenta más respuestas a los dilemas hipotéticos, más elaborados y más positivos y menos agresivas, que las dadas antes de ser aplicado el programa. En lo que se refiere al comportamiento observable, el grupo de intervención mejora significativamente con respecto al de control; también presenta sustanciales diferencias en conocimiento social de estrategias de solución de problemas. La implantación adecuada del programa elaborado y evaluado se presenta como un elemento imprescindible para la aplicación del mismo. Algunas características de la implantación del programa que contribuyen a su éxito son: se basa en aspectos y contenidos contemplados en el diseño curricular y en las orientaciones didácticas, es un programa flexible, su aplicación requiere de procedimientos, técnicas, actividades y materiales muy próximos a los que habitualmente el profesor utiliza, el profesor se siente activo en la ejecución y desarrollo del programa, es fácil de generalizar a todas las áreas curriculares y de utilizar en las interacciones cotidianas y es aceptado por los niños. Se plantean sugerencias sobre la duración de la implantación, la implicación de los padres, la edad de comienzo, etcétera.

Perfils: Evert Jan Baerends i la densitat electrònica de molècules

Evert Jan Baerends és catedràtic de la Universitat Lliure d’Amsterdam i de la Universitat de Ciència i Tecnologia de Pohang de Corea del Sud. És un dels impulsors de l’Amsterdam Density Functional Program System, la teoria que ha revolucionat el camp de la química teòrica i computacional moderna. La importància de la densitat electrònica es va fer patent l’any 1964, quan Walter Kohn (Premi Nobel 1998) va demostrar que totes les propietats de les molècules es poden caracteritzar a partir del coneixement de la densitat. Ha assistit al Girona Seminar, convidat per l’Institut de Química Computacional de la UdG

Effect of basis set superposition error on the electron density of molecular complexes

The effect of basis set superposition error (BSSE) on molecular complexes is analyzed. The BSSE causes artificial delocalizations which modify the first order electron density. The mechanism of this effect is assessed for the hydrogen fluoride dimer with several basis sets. The BSSE-corrected first-order electron density is obtained using the chemical Hamiltonian approach versions of the Roothaan and Kohn-Sham equations. The corrected densities are compared to uncorrected densities based on the charge density critical points. Contour difference maps between BSSE-corrected and uncorrected densities on the molecular plane are also plotted to gain insight into the effects of BSSE correction on the electron density

One- and two-center physical space partitioning of the energy in the density functional theory

A conceptually new approach is introduced for the decomposition of the molecular energy calculated at the density functional theory level of theory into sum of one- and two-atomic energy components, and is realized in the "fuzzy atoms" framework. (Fuzzy atoms mean that the three-dimensional physical space is divided into atomic regions having no sharp boundaries but exhibiting a continuous transition from one to another.) The new scheme uses the new concept of "bond order density" to calculate the diatomic exchange energy components and gives them unexpectedly close to the values calculated by the exact (Hartree-Fock) exchange for the same Kohn-Sham orbitals

Desenvolupament computacional de la semblança molecular quàntica

La present Tesi Doctoral, titulada desenvolupament computacional de la semblança molecular quàntica, tracta, fonamentalment, els aspectes de càlcul de mesures de semblança basades en la comparació de funcions de densitat electrònica.El primer capítol, Semblança quàntica, és introductori. S'hi descriuen les funcions de densitat de probabilitat electrònica i llur significança en el marc de la mecànica quàntica. Se n'expliciten els aspectes essencials i les condicions matemàtiques a satisfer, cara a una millor comprensió dels models de densitat electrònica que es proposen. Hom presenta les densitats electròniques, mencionant els teoremes de Hohenberg i Kohn i esquematitzant la teoria de Bader, com magnituds fonamentals en la descripció de les molècules i en la comprensió de llurs propietats.En el capítol Models de densitats electròniques moleculars es presenten procediments computacionals originals per l'ajust de funcions densitat a models expandits en termes de gaussianes 1s centrades en els nuclis. Les restriccions físico-matemàtiques associades a les distribucions de probabilitat s'introdueixen de manera rigorosa, en el procediment anomenat Atomic Shell Approximation (ASA). Aquest procediment, implementat en el programa ASAC, parteix d'un espai funcional quasi complert, d'on se seleccionen variacionalment les funcions o capes de l'expansió, d'acord als requisits de no negativitat. La qualitat d'aquestes densitats i de les mesures de semblança derivades es verifica abastament. Aquest model ASA s'estén a representacions dinàmiques, físicament més acurades, en quant que afectades per les vibracions nuclears, cara a una exploració de l'efecte de l'esmorteïment dels pics nuclears en les mesures de semblança molecular. La comparació de les densitats dinàmiques respecte les estàtiques evidencia un reordenament en les densitats dinàmiques, d'acord al que constituiria una manifestació del Principi quàntic de Le Chatelier. El procediment ASA, explícitament consistent amb les condicions de N-representabilitat, s'aplica també a la determinació directe de densitats electròniques hidrogenoides, en un context de teoria del funcional de la densitat.El capítol Maximització global de la funció de semblança presenta algorismes originals per la determinació de la màxima sobreposició de les densitats electròniques moleculars. Les mesures de semblança molecular quàntica s'identifiquen amb el màxim solapament, de manera es mesuri la distància entre les molècules, independentment dels sistemes de referència on es defineixen les densitats electròniques. Partint de la solució global en el límit de densitats infinitament compactades en els nuclis, es proposen tres nivells de aproximació per l'exploració sistemàtica, no estocàstica, de la funció de semblança, possibilitant la identificació eficient del màxim global, així com també dels diferents màxims locals. Es proposa també una parametrització original de les integrals de recobriment a través d'ajustos a funcions lorentzianes, en quant que tècnica d'acceleració computacional. En la pràctica de les relacions estructura-activitat, aquests avenços possibiliten la implementació eficient de mesures de semblança quantitatives, i, paral·lelament, proporcionen una metodologia totalment automàtica d'alineació molecular. El capítol Semblances d'àtoms en molècules descriu un algorisme de comparació dels àtoms de Bader, o regions tridimensionals delimitades per superfícies de flux zero de la funció de densitat electrònica. El caràcter quantitatiu d'aquestes semblances possibilita la mesura rigorosa de la noció química de transferibilitat d'àtoms i grups funcionals. Les superfícies de flux zero i els algorismes d'integració usats han estat publicats recentment i constitueixen l'aproximació més acurada pel càlcul de les propietats atòmiques. Finalment, en el capítol Semblances en estructures cristal·lines hom proposa una definició original de semblança, específica per la comparació dels conceptes de suavitat o softness en la distribució de fonons associats a l'estructura cristal·lina. Aquests conceptes apareixen en estudis de superconductivitat a causa de la influència de les interaccions electró-fonó en les temperatures de transició a l'estat superconductor. En aplicar-se aquesta metodologia a l'anàlisi de sals de BEDT-TTF, s'evidencien correlacions estructurals entre sals superconductores i no superconductores, en consonància amb les hipòtesis apuntades a la literatura sobre la rellevància de determinades interaccions.Conclouen aquesta tesi un apèndix que conté el programa ASAC, implementació de l'algorisme ASA, i un capítol final amb referències bibliogràfiques.