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Criticality and energy landscapes in spin glasses

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Baity Jesi, Marco (2016) Criticality and energy landscapes in spin glasses. [Tesis]

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Resumen

Esta tesis tiene el objetivo de avanzar en la comprensión de la transición y la fase vítrea. Nos concentramos en un tipo de sistema vetroso en particular, los vidrios de espín. A pesar de que su modelización es muy sencilla, preguntas fundamentales, como la naturaleza de su fase de baja temperatura en tres dimensiones, aun siguen sin contestar. Después de comenzar hablando de forma muy general de los sistemas vetrosos nos centramos en los vidrios de espín, introducimos los vidrios de espín a través de una breve reseña historiográfica. Nos ocupamos luego de recordarle al lector unos conceptos básicos, necesarios para seguir con comodidad el resto del manuscrito, como los observables relevantes en simulaciones Monte Carlo, la fenomenología de las transiciones del segundo órden, el scaling, la universalidad y el grupo de renormalización. Utilizamos un enfoque principalmente numérico, y atacamos el problema desde dos perspectivas diferentes. En una primera parte de la tesis hacemos simulaciones de Monte Carlo de equilibrio, en búsqueda de propiedades críticas del vidrio de espín. Para ambos los trabajos de equilibrio han sido necesarios recursos computacionales extraordinarios, como el ordenador dedicado Janus, y el supercomputador chino Tianhe-1a. La primera campaña de Monte Carlo consiste en estudiar, en los vidrios de espín de Ising, si la fase vítrea se mantiene también bajo un campo magnético. Las dos principales teorías sobre la fase de baja temperatura tienen predicciones diferentes, así que entender el comportamiento bajo un campo magnético comportaría probablemente entender la naturaleza de la fase de baja temperatura. Lo que encontramos es que hay unas fluctuaciones tan grandes en los valores de los observables, que la media ya no es un buen descriptor del comportamiento colectivo. Desarrollamos métodos estadísticos para ser capaces de tener buenos descriptores. Hallamos comportamientos muy diferentes: algunas de las medidas proponen la existencia de una fase vetrosa en presencia de campo, y otras no. No es posible discernir cual de los dos comportamientos dominaría en el límite termodinámico, in other languages pero se localiza el rango de temperaturas donde debería encontrarse la transición de fase si la hubiese...

Resumen (otros idiomas)

L’obiettivo di questa tesi è di fare un passo avanti nella comprensione della fase vitrea. Ci si concentra in un tipo di sistema vetroso in particolare, i vetri di spin. Nonostante la loro modellizzazione sia molto semplice, domande fondamentali, come la natura della fase a bassa temperatura in tre dimensioni, ancora non trovano risposta. Dopo dei brevi cenni ai sistemi vetrosi in generale, si introducono i vetri di spin con una breve rassegna storiografica sulla loro origine. Si ricorda poi al lettore i concetti basici necessarî per poter seguire comodamente il testo, cominciando dalle osservabili rilevanti in una simulazione di Monte Carlo, alla fenomenologia delle transizioni di fase di secondo ordine, allo scaling, fino al gruppo di rinormalizzazione. Si approccia la transizione vetrosa da una prospettiva principalmente numerica, attaccandola sotto differenti punti di vista. Nella prima parte della tesi si fanno simulazioni Monte Carlo di equilibrio, alla ricerca di proprietà critiche dei vetri di spin. Per entrambi i lavori all’equilibrio sono state necessarie risorse computazionali straordinarie, come il computer dedicato Janus e il supercomputer cinese Tianhe-1a. La prima campagna di Monte Carlo mira a capire, nei vetri di spin di Ising, se la fase vetrosa si mantiene anche sottoponendo il sistema a un campo magnetico esterno. Le due principali teorie sulla fase di bassa temperatura hanno predizioni diverse, per cui comprendere il comportamento sotto un campo magnetico implicherebbe probabilmente una cognizione della natura della fase a bassa temperatura. Si trova che le fluttuazioni delle osservabili sono così forti che la media non è un descrittore affidabile del comportamento collettivo. Per questo motivo diviene necessario sviluppare dei nuovi metodi statistici in modo da avere dei buoni descrittori. Troviamo comportamenti molto differenti: alcune delle misure suggeriscono la presenza di una transizione di fase, mentre altre no. Non si riesce a discernere quale dei due comportamenti dominerebbe nel limite termodinamico, ma si localizza il rango di temperature in cui dovrebbe trovarsi la transizione di fase se fosse presente...

Tipo de documento:Tesis
Información Adicional:

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Físicas, Departamento de Física Teórica I, leída el 16-10-2015

Directores (o tutores):
NombreEmail del director (o tutor)
Martín Mayor, Victor
Giorgio Parisi, Giorgio
Palabras clave:Vidrios de espín
Palabras clave (otros idiomas):Spin glasses
Materias:Ciencias > Física > Física del estado sólido
Código ID:35817
Depositado:19 Feb 2016 09:10
Última Modificación:19 Feb 2016 09:10

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