El estudio de las interacciones con campos electromagnéticos tiene aplicaciones e implicaciones importantes que van desde el entendimiento de la estructura fundamental de la materia (Diagrama de fase de la QCD y Colisiones de iones pesados relativistas), evolución del Universo y la estructura actual de la materia (Inflación tibia con campos magnéticos y Transición de fase electrodébil en el universo temprano en presencia de campo (hiper)magnético), hasta aplicaciones en materia condensada donde, en particular, en sistemas de dos dimensiones es posible encontrar un potencial de aplicaciones tecnológicas novedosas como el Grafeno y sistemas similares (Fermiones de bajas dimensiones). En este proyecto de investigación estudiaremos la influencia de agentes externos en dos escenarios físicos de gran interés en la comunidad científica, estos son: En Materia Condensada, El estudio del efecto de campos magnéticos en teoría de campos es importante debido a que en sistemas de bajas dimensiones, tales como el grafeno, las excitaciones en forma de quasi-partículas presentan una relación de dispersión lineal en el momento, de modo que la dinámica de los portadores de carga debe hacerse en el marco de una teoría de campos. Ya que el campo magnético puede modificar las propiedades de estos sistema de bajas dimensiones, diversos estudios se ha centrado en entender los mecanismos que hay detrás de los comportamientos observados. En particular, en un sistema de multicapas de grafeno, en este proyecto estudiaremos el efecto de un campo magnético y eléctrico (perpendiculares a los planos) en diversas propiedades físicas de este sistema tales como la conducción, efectos cuánticos de Hall, confinamiento y catálisis magnética. En Universo Temprano, En el marco de la inflación tibia, recientes estudios muestran que el campo magnético en la época de inflación afecta la forma del potencial volviéndolo más plano. En un reciente trabajo, hemos estudiado el efecto de un baño térmico y campo magnético en el potencial efectivo que describe al inflatón, mostrando que el campo magnético ayuda a la planitud del potencial inflatónico. Sin embargo, esta aproximación de campo débil, limita el alcance de los estudios. Asimismo, se ha dejado para un trabajo a futuro: el estudio de los efectos de disipación de energía del campo inflatónico con el baño térmico. En este proyecto, de manera paralela a los estudios en materia condensada, relajaremos la restricción de campo débil para hacer un estudio más completo a intensidades de campo arbitrarias de las repercusiones del campo magnético en esta etapa temprana del Universo. Estas dos líneas de investigación están íntimamente conectadas pues ambas involucran física de partículas en presencia de un campo magnético a temperatura y densidad finitas, en donde hemos desarrollado toda la tecnología, técnicas y herramientas para afrontar este tipo de problemas.

Las contribuciones más relevantes del proyecto serán: i) Desarrollo de un modelo cosmológico en el cual todas las partículas sean cargadas y estas se acoplen al campo magnético externo. ii) Desarrollo de un método para considerar intensidades de campo magnético arbitraria para el cálculo de diversas cantidades como el potencial efectivo y correcciones cuánticas a las masas de las partículas. iii) Conocimiento científico sobre los efectos de un campo magnético durante la etapa de inflación, en el universo temprano. iv) Desarrollo de técnicas para la incorporación de perfiles de campos electromagnéticos no-homogéneos, en el cálculo de propagadores de partículas cargadas bajo la influencia de agentes externos. v) Predicción del comportamiento de conducción en sistemas de multicapas de Grafeno. vi) Formación de estudiantes de licenciatura y Maestría en Física. vii) Publicación de al menos 2 artículos en revistas de prestigio internacional.