Estudo de Sistemas Bidimensionais de PartÃculas ClÃssicas
AUTOR(ES)
Felipe de Freitas Munarin
FONTE
IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia
DATA DE PUBLICAÇÃO
16/12/2008
RESUMO
Esta tese dedica-se ao estudo das propriedades estruturais, dinÃmicas e tÃrmicas de sistemas bidimensionais (2D) de partÃculas clÃssicas. Na primeira parte da tese, estudam-se as estruturas e as propriedades vibracionais de partÃculas em sistemas confinados em temperatura zero. Inicialmente, investigam-se as configuraÃÃes de uma monocamada de dipolos magnÃticos confinados por um potencial parabÃlico em funÃÃo do momento de dipolo das partÃculas. Apesar do confinamento circular, encontram-se diversas estruturas assimÃtricas, como configuraÃÃes em forma de cadeias (linhas de partÃculas) e em forma de Y quando um campo magnÃtico à aplicado paralelamente ao plano das partÃculas. AlÃm disso, analisa-se a dinÃmica das partÃculas por meio do estudo do espectro de seus modos normais, em funÃÃo do campo magnÃtico e da intensidade do momento de dipolo das partÃculas. As componentes de translaÃÃo e rotaÃÃo dos modos normais sÃo obtidas e estudadas em detalhes. Esse sistema tambÃm foi estudado em funÃÃo do nÃmero de partÃculas onde foram encontradas diferentes estruturas para diferentes valores do momento de dipolo das partÃculas e do campo magnÃtico aplicado. Apresenta-se ainda nesta tese um estudo da estrutura e do espectro dos modos normais de um sistema composto por dois planos bidimensionais, acoplados verticalmente, formado por partÃculas clÃssicas carregadas, confinadas por uma distribuiÃÃo nÃo uniforme de carga. As propriedades estruturais e dinÃmicas desse sistema sÃo analisadas em funÃÃo da separaÃÃo entre os planos de cargas, bem como em funÃÃo da intensidade do potencial de confinamento. Observam-se diferentes configuraÃÃes assimÃtricas, alÃm de transiÃÃes estruturais induzidas pela desvinculaÃÃo (evaporaÃÃo) de partÃculas. Dependendo da transiÃÃo estrutural, observou-se que as freqÃÃncias dos modos normais exibem uma descontinuidade ou uma contÃnua diminuiÃÃo do seus valores. Na segunda parte da tese, estuda-se a influÃncia da temperatura nas estruturas de sistemas 2D. Especificamente, investiga-se detalhadamente a transiÃÃo sÃlido-lÃquido de um sistema bidimensional finito, constituÃdo por dois tipos de partÃculas com diferentes cargas e/ou massas, confinadas em um potencial parabÃlico. A temperatura de fusÃo à obtida para diferentes valores da relaÃÃo entre as cargas e/ou massas dos dois tipos de partÃculas. Observou-se que a fusÃo dos dois tipos de partÃculas ocorre em diferentes temperaturas. A importÃncia das configuraÃÃes comensurÃveis e incomensurÃveis, e dos diferentes modos normais de vibraÃÃo na temperatura de fusÃo do sistema, tambÃm à estudada. Quando a configuraÃÃo de mÃnima energia do sistema à composta por um arranjo assimÃtrico de partÃculas, observam-se transiÃÃes estruturais termicamente induzidas. AlÃm disso, encontra-se que o aumento de temperatura induz uma separaÃÃo dos dois tipos de partÃculas no sistema. Estudou-se tambÃm a transiÃÃo sÃlido-lÃquido de um sistema bidimensional de partÃculas clÃssicas interagindo atravÃs de um potencial competitivo e confinadas por um potencial parabÃlico. As partÃculas interagem atravÃs de um potencial atrativo de curto alcance e de um potencial repulsivo de longo alcance. Comportamentos diferentes da temperatura de fusÃo sÃo encontrados em funÃÃo da intensidade do potencial atrativo entre as partÃculas. Observou-se tambÃm que a transiÃÃo sÃlido-lÃquido de um sistema constituÃdo por pequenos aglomerados ocorre atravÃs de um processo de fusÃo em duas etapas. Comportamento reentrante e transiÃÃes termicamente induzidas sÃo observados em uma pequena regiÃo de um digrama dos principais parÃmetros do sistema. AlÃm disso, observa-se o efeito de histerese na configuraÃÃo do sistema em funÃÃo da temperatura, concluindo-se que este efeito à conseqÃÃncia da presenÃa de uma barreira de potencial entre as diferentes configuraÃÃes do sistema.
ASSUNTO(S)
fisica classica e fisica quantica; mecanica e campos colÃides monte-carlo dinÃmica molecular partÃculas magnÃticas siatemas de partÃculas clÃssicas
