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Criticalidad y No-linealidad en fragmentación


Criticality and non-linearity in fragmentation

Balenzuela, Pablo

Director(a):
Dorso, C.O.
 
Institución otorgante:
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Fecha:
2002
Tipo de documento: 
Tesis Doctoral
 
Formato:
text; pdf
Idioma:
Español
Temas:
FRAGMENTACION - FENOMENOS CRITICOS - TRANSICIONES DE FASE EN SISTEMAS FINITOS - EXPONENTES DE LYAPUNOV - FISICA COMPUTACIONAL - DINAMICA MOLECULAR
Descripción:
En esta tesis estudiamos el comportamiento crítico y las propiedades no lineales en la evolución de sistemas de 147 partículas que interactúan mediante un potencial de Lennard-Jones. Analizamos dos tipos distintos de procesos: el de gotas que se expanden libremente y se fragmentan, y el de sistemas confinados a volumenes esféricos de distintos radios. Mediante la técnica de dinámica molecular resolvimos las ecuaciones de movimiento clásicas de manera de tener las posiciones y velocidades de las partículas a todo instante. El comportamiento crítico de los sistemas lo estudiamos a partir de analizar las distribuciones de fragmentos. En el caso de las gotas que se expanden libremente, encontramos que tanto las distribuciones calculadas a tiempo de fragmentación (definidas en el espacio de fases) como las obtenidas a tiempos asintóticos (accesibles experimentalmente) pueden ser descriptas en términos de la ley de escala que describe el comportamiento critico en el problema de percolación. Esta ley de escalas nos permitió obtener el punto crítico como aquel en el cual se maximizan ciertas fluctuaciones y aparecen distribuciones tipo ley de potencias, así como también los exponentes críticos que la caracterizan. Encontramos que tanto las señales de criticalidad como los exponentes obtenidos de las distribuciones asintóticas reflejan apropiadamente el comportamiento crítico a tiempo de fragmentación, lo que da un sustento a los esfuerzos experimentales en este sentido. En el caso de los sistemas confinados, encontramos evidencia de una transición de fase de primer orden a muy bajas densidades. Por otra parte, mediante el análisis de las distribuciones de fragmentos definidos en el espacio de fases encontramos exponentes críticos compatibles con una transición de segundo orden líquido-gas para un dado rango de densidades. Las propiedades no-lineales del sistema las estudiamos mediante el análisis del máximo exponente de Lyapunov (MLE). Para la gota libre, definimos los exponentes de Lyapunovs locales en el tiempo lo cual nos permitió seguir la evolución dinámica de la gota en su proceso de fragmentación. Encontramos que el sistema evoluciona de un estado muy caótico a otro mas ordenado y obtuvimos los tiempos característicos a partir de los cuales el sistema está ’ordenado’. Encontramos además que el MLE toma su valor máximo a aquellas energías para la cual la gota alcanza su máxima temperatura sin fragmentarse. Para el sistema confinado, estudiamos la dependencia del MLE con la energía y la densidad y su posible vinculación con la transición de fase definida mas arriba. Encontramos que el MLE es un indicador sensible de dicha transición y que su comportamiento esta altamente relacionado con las fluctuaciones de energia potencial/cinética del sistema.
Identificador:
http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3494_Balenzuela
Identificador único:
http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/h/2610
Derechos:
info:eu-repo/semantics/openAccess
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
Licencia de uso:
Licencia Creative Commons


Cita bibliográfica:

Balenzuela, Pablo  (2002).     Criticalidad y No-linealidad en fragmentación.  (Tesis Doctoral).    Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.    [consultado:  ] Disponible en el Repositorio Digital Institucional de la Universidad de Buenos Aires:  <http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3494_Balenzuela>