El objetivo global de la propuesta es el estudio del comportamiento emergente en sistemas electrónicos debido a las interacciones, lo que constituye uno de los principales desafíos en la teoría de materias condensadas moderna. Esta es un área muy prolífica de la física fundamental y, al mismo tiempo, contribuye enormemente a los avances tecnológicos. Las interacciones juegan un papel relevante en una gran variedad de situaciones, lo que requiere muchas diferentes técnicas. Su estudio se caracteriza a menudo por su intrínseca alta dificultad, lo que requiere simulaciones numéricas para obtener respuestas confiables o incluso para iniciar una solución teórica apropiada.

En este proyecto propusemos estudiar el papel de las interacciones electrónicas en varios problemas que se pueden agrupar en tres líneas principales de investigación, caracterizadas por escalas y aplicaciones prácticas diferentes. En todos los casos, las simulaciones numéricas serán nuja herramienta principal de investigación. Estas líneas son las siguientes:

1. Vidrios electrónicos. En muchas circunstancias, los sistemas bidimensionales presentan interacciones de largo alcance lógico. Ejemplos son las redes de junta de Josephson, materiales de alta dielectricidad, sistemas cerca de la transición superconductor-aislante, metales granulares en la fase aislante y vortices en superconductores. Propongamos extender nuestros métodos y herramientas desarrollados para vidrios electrónicos a estos sistemas. Por otro lado, estos sistemas pueden ayudar a resolver la principal controversia restante en los vidrios electrónicos, es decir, el papel de los saltos colectivos. Propongamos estudiar la densidad de estados, la conductividad como función de la temperatura, los efectos no lineales en la conductividad y la relajación lenta. También propongamos colaborar con grupos experimentales trabajando en AFM en la interpretación de sus resultados en términos de vidrios electrónicos. Propongamos desarrollar un marco teórico capaz de resolver un problema inverso, tal que dadas las mediciones del AFM se obtenga la distribución de cargas en la superficie. Relacionaremos estas mediciones con modelos microscópicos y obtendremos lo máximo posible información a escala nanoscópica de los vidrios electrónicos.
2. Interacciones electrónicas con materiales de interés biológico. La emisión de electrones secundarios inducidos por radiación ionizante es un proceso fundamental en los mecanismos de daño en componentes celulares. Nuestro objetivo global es describir adecuadamente los eventos que ocurren desde que se generan los electrones secundarios, hasta que llegan a regiones donde pueden dañar las células, lo que tiene implicaciones para el tratamiento por radioterapia en el cáncer. Pueden causar un efecto de avalancha que transfiere energía a objetivos de interés biológico. No nos limitamos a contar los electrones emitidos, sino también a su energía y distribución angular del momento, ya que mientras que los electrones de alta energía pueden viajar mayores distancias, los de baja energía pueden dañar las biomoléculas mediante disociación inducida.
3. Transiciones fásicas cuánticas. Hemos demostrado recientemente la existencia de una transición de localización en redes cuánticas de espín, pero aún no está claro el carácter del nivel móvil. Mientras que algunas teorías predicen un nivel móvil extenso, nuestros resultados preliminares son compatibles con un nivel crítico intencivo. Un resumen definitivo será relevante para una comprensión adecuada de muchas propiedades. Propongamos calcular funciones de correlación de espín-espín a larga distancia para encontrar la escala de la susceptibilidad con un campo externo. También estudiamos la crítica desencadenada cuántica con modelos de bucle desarrollados por nosotros. Analizaremos la existencia de una fase emergente O(5), modelos con cruces y dimensiones altas.