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Teorias fermiônicas efetivas sob condições extremasStaudt, Ederson 24 October 2012 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T14:58:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1
288939.pdf: 721717 bytes, checksum: 7e7b941f762d2bd001acd38981575c18 (MD5) / Nesta tese utilizamos o método analítico não perturbativo, conhecido por teoria de perturbação otimizada junto com o princípio de mínima sensitividade, para estudar os diagramas de fases associados aos modelo de Gross-Neveu, em 2 + 1 dimensões, e ao modelo de Nambu-Jona-Lasinio, na versão U (1), em 3 + 1 dimensões. Nossas abordagens são feitas através do cálculo da densidade de energia livre de Landau (ou potencial efetivo) em temperaturas e densidades finitas. Uma atenção especial é dedicada a revisão destes modelos calculados na chamada aproximação de N- grande tendo como principal motivação o fato de que nossos resultados introduzem correções de N finito. Os principais resultados apresentados, associados ao modelo de Gross-Neveu, são a localização precisa do ponto tricrítico e de uma fase mista "líquido-gás". Com relação ao modelo de Nambu-Jona-Lasinio mostramos que nossas primeiras correções contribuem nos caso em que a densidade é diferente de zero produzindo resultados que, na aproximação de N-grande, apenas são obtidos ao custo da introdução de um termo extra.
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Aspectos do diagrama de fase do liquido de eletros-lacunas em GeGrossman, Benjamin 15 July 1977 (has links)
Orientador: Kerry Lee Shaklee / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T17:11:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1977 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências
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Diagramas de fases de temperaturas e otimização de reatores cataliticos-trocadores de calor por simulação numericaGuirardello, Reginaldo, 1961- 15 January 1988 (has links)
Orientador: Milton Mori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T07:16:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1988 / Resumo: A presente tese trata da simulação numérica de um reator catalítico em leito fixo, com resfriamento externo em contra-corrente, para a oxidação do etanol a acetaldeído sobre catalisador de cobre oxidado. O trabalho utiliza os dados e as equações das taxas apresentados no trabalho de J.C. Moura [9]. Inicialmente, analisou-se os dados cinéticos de Moura através de diversos métodos de ajuste de curvas para verincar a validade do modelo proposto. O objetivo foi desenvolver o método da máxima verossimilhança na análise de dados cinéticos. Em seguida, aplicou-se a simulação de reatores na construção de diagramas de fases de temperaturas. Esses diagramas de fases consistem em um gráfico onde se coloca a temperatura de entrada do fluido refrigerante t1 na abscissa e a temperatura de entrada dos reagentes T0 na ordenada, definindo-se uma região de operação segura para o reator catalítico, onde a conversão seja satisfatória sem a ocorrência de ignição. O objetivo foi desenvolver esse diagrama de fases como um método de auxílio no projeto de reatores catalíticos. A simulação utiliza o método dos elementos finitos aplicado a um modelo de reator homogêneo sem dispersão axial. Com os resultados da simulação e dos diagramas de fases de temperaturas escolheu-se o conjunto de parâmetros mais importante no projeto do reator e realizou-se uma otimização dessas variáveis, com o objetivo de encontrar o conjunto de valores desses parâmetros que fornecesse a melhor produtividade. Finalmente, através de simulação numérica, comparou-se o modelo homogêneo sem dispersão axial com o modelo heterogêneo sem dispersão axial e, de forma qualitativa, com o modelo homogêneo com dispersão axial. / Abstract: The present thesis discusses the numerical simulation of a fixed-bed catalytic reactor, with countercurrent heat exchange , for ethanol oxidation over an oxidized copper catalyst, using the data and the rate equations presented in Moura's work [9]. Initially , Moura's kinetic data are analyzed by means of different methods of curve fitting to verify the validity of the proposed model. The objective here is to develop the maximum likelihood method in the kinetic data analysis. Secondly, the reactor simulation is applied to the temperature phase diagrams. These phase diagrams consist of a graphic where the coolant inlet temperature t1 is in the abscissa and the reactants inlet temperature T0 is in the ordinate, which define a safe operation region for the catalytic reaction. Our objective is to develop this phase diagram as an auxiliary method in the catalytic reactor projects. The simulation uses the finite element method applied to an homogeneous reactor model without axial dispersion. The most important parameters in the reactor project have been selected from the simulation results and the temperature phase diagrams. An optimization has been carried out in the variables in order to find the values leading to the best productivity. Finally, through numerical simulation, the homogeneous model without axial dispersion is first compared with the heterogeneous model without axial dispersion and, then , qualitatively with the homogeneous model with axial dispersion. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química
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Calculo termodinamico do sistema Fe-Nb e estudo experimental do sistema Fe-TaCoelho, Gilberto Carvalho 24 January 1992 (has links)
Orientador: Sergio Gama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-15T21:34:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1992 / Resumo: O cálculo termodinâmico de diagramas de fases é uma ferramenta moderna para otimização da descrição destes diagramas, a partir de dados experimentais. Neste trabalho, é calculado o diagrama Fe-Nb, usando dois tratamentos. No primeiro, as fases intermediárias Fe2Nb e FeNb são descritas como fases estequiométricas e. no segundo, através da utilização do modelo de sub-redes, possuindo uma faixa de estabilidade. Os diagramas resultantes estão em boa concordância com os dados da literatura, e o resultante do segundo tratamento reproduz a reação peritética de formação da fase FeNb, recentemente comprovada em nosso laboratório. O estudo experimental do sistema Fe- Ta foi realizado usando as técnicas de análises metalográfica, por raios X e microanálise eletrônica. Foram confeccionados pares de difusão e amostras nas composições 20, 30, 33, 40, 42, 45, 50, 51,60, 70 e 80%atTa. É sugerido um diagrama de fases preliminar onde a fase FeTa se forma periteticamente, e são indicados os intervalos de estabilidade das fases Fe2 Ta e FeTa a 1400°C como sendo de 28 a 38%atTa e 49 a 58%atTa, respectivamente / Abstract: Thermodynamic calculation of phase diagrams is a modem tool for optimization of phase diagrams, by adjusting the phase descrlbing function to experimental data. In this work, the Fe-Nb phase diagram has been calculated using two treatments. In the first one, the intermediate phases Fe2Nb and FeNb have been described as stoichiometric compounds, and, in the second, as compounds with solid solubility, using the sublattice model. The resulting phase diagrams are in good agreement with the literature data, and the phase diagram arising from the sccond treatment reproduces the peritectic reaction for the formation of the FeNb phase. which was recently verified in our laboratory. The experimental study of the Fe- Ta system has been carried out by means of t.hc following techniques: met.allography, X-ray diffractometry and electron microanalysis. Diffusion couples and samples with 20, 30, 33, 40, 42, 45, 50, 5] 60, 70 and 80%atTa have been made. A preliminary Fe- Ta phase diagram is proposed, in which the FeTa phase forms peritecticaly, and the composition ranges of the intermediate phases Fe2 Ta and FeTa aL 1400"C, have been determined as 28 to 38%at Ta and 49 to 58%atTa, respectively / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica
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Estudo do diagrama de fase Fe-Nb, rico em niobioZelaya Bejarano, Jose Miguel 16 July 2018 (has links)
Orientador : Len Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T07:34:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1
ZelayaBejarano_JoseMiguel_M.pdf: 2292359 bytes, checksum: 5fd688c0ad3833899a75c4ae3a2401f6 (MD5)
Previous issue date: 1979 / Resumo: O sistema binário Fe-Nb, entre as composições 8% a 40% atômico de Fe é investigado por análise de raios x, exame microscópico ótico e eletrônico. Como estudo complementar, se realizam medidas de microdureza destas ligas. As ligas são temperadas após tratamentos têrmi cos feitos às temperaturas 1100ºC, l400ºC e l650ºC. Os resultados são apresentados e discutidos; como conseqüência, temos a solubilidade do Fe dentro do Nb a estas três temperaturas, a presença da fase ? numa composição - 11% atômico de Fe entre as temperaturas de l2000C 'e l600oC, aproximadamente e a presença da fase Nb3Fe2. Estudos metalográficos são feitos com exame ótico, análises de microsonda,consistentes.de análise de varredura e imagens de raios X, para as diferentes ligas tratadas às três temperaturas / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica
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Fases anisotrópicas em sistemas com interações competitivas / Anisotropic phases in systems with competing interactionsMendoza Coto, Alejandro January 2015 (has links)
Nesta Tese de Doutorado se apresenta um estudo teórico das fases anisotrópicas (faixas) em sistemas isotrópicos com interações competitivas. Focamos nosso trabalho em sistemas que apresentam uma interação de curto alcance atrativa e uma interação de longo alcance repulsiva. Sistemas com estas caraterísticas abundam na natureza, por exemplo: filmes magnéticos ultrafinos, sistemas de elétrons fortemente correlacionados e sistemas de copolímeros, só para mencionar alguns. No segundo capítulo estudamos numericamente as propriedades de dois modelos com competição. Mostramos que além de algumas caraterísticas obvias em comum, os dois modelos apresentam propriedades bem diferentes na fase de baixa temperatura, contrario ao que normalmente se assume na literatura. Mediante uma análise de campo médio e campo médio mais pequenas flutuações estudamos os perfis das soluções de faixas. O que permite caracterizar magnitudes como o comprimento de modulação e a amplitude do parâmetro de ordem, em função da temperatura. É importante mencionar como a inclusão das flutuações muda dramaticamente os diagramas de fase, levando a transição da fase de faixas à fase desordenada de continua, em campo médio, a fortemente descontinua quando consideramos flutuações. Também é estudado neste capítulo as propriedades elásticas do sistema de faixas, via o cálculo do módulo de compressibilidade das faixas. Foi observada uma anomalia na compressibilidade para baixas temperaturas em ambos sistemas o que, como é explicado no texto, parece indicar um mecanismo mais geral para a anomalia do módulo de Young. Devido às fortes flutuações presentes em duas dimensões não se observa ordem posicional de longo alcance no limite termodinâmico em sistemas formadores de faixas. No entanto, frequentemente nestas condições se percebe uma certa ordem orientacional das estruturas moduladas. Assim, o terceiro capítulo é dedicado ao estudo da fase nemática em sistemas de faixas com interações competitivas. Aplicamos a Self Consistent Screening Approximation a um modelo genérico com competição e mostramos como a solução nemática aparece em sistemas isotrópicos. Assim também é obtido que para temperaturas menores que uma dada temperatura crítica a solução nemática tem menor energia livre que a solução desordenada. Isto estabelece à fase nemática como a fase termodinamicamente estável para T < Tc. No capítulo 4 esclarecemos e generalizamos alguns dos resultados discutidos até esse momento nesta Tese. O mesmo é dedicado a estudar quais tipos de interações presentes no sistema dão lugar ao estabelecimento de uma fase nemática estável em duas dimensões, no limite termodinâmico. Generalizamos a teoria padrão da fusão (melting) em sistemas de faixas e mostramos que é possível mapear o problema original no estudo de um modelo XY generalizado. Desta forma, considerando resultados prévios da literatura foi possível estabelecer as propriedade críticas do comprimento de correlação orientacional e do parâmetro de ordem nemático. No que se refere à ordem posicional do padrão de faixas é mostrado que, independente do alcance das interações, uma fase com ordem posicional de longo ou quase longo alcance, é proibida em duas dimensões. O capítulo final desta Tese estuda o problema da fusão de sistemas quânticos de faixas. Para isso se generalizam resultados obtidos no capítulo prévio, e novamente é possível mostrar que se pode mapear o problema original em um sistema de rotores quânticos. Tal mapeamento permite, utilizando resultados prévios e outros obtidos pela primeira vez nesta Tese, deduzir a forma qualitativa dos diagramas de fases para a ordem orientacional nos diferentes casos possíveis. Em particular discutem-se as propriedades dos modelos efetivos resultantes, na região crítica quântica. Finalmente é estudado neste capítulo a possível existência de uma fase esmética para sistemas quânticos de faixas. Nossos resultados mostram que tal fase existe no limite termodinâmico apenas a temperatura zero. Considerando então que para flutuações quânticas suficientemente fortes a ordem posicional é perdida, é natural concluir a existência de uma transição, entre a fase esmética e a fase posicionalmente desordenada, para valores intermediários da intensidade das flutuações quânticas. Os resultados obtidos mostraram que esta é de fato uma transição quântica de segunda ordem, cujos exponentes críticos foram calculados mediante as técnicas do grupo de renormalização perturbativo. / This Ph.D. thesis presents a theoretical study of anisotropic phases (stripes) in isotropic systems with competing interactions. We focus our work on systems which present a short range attractive interaction and a long range repulsive interaction. Systems of this type are many in nature, for instance: ultra-thin magnetic films, strongly correlated electron systems and copolymer systems, just to mention some of them. In the second chapter we study numerically the properties of two models with competition. We show that, besides some obvious features in common, both models present very different low temperature behavior, in contrast to what is usually assumed in the literature. By means of a mean field and mean field plus small fluctuations analysis, we study the stripe-solution profile, which allows us to characterize quantities like the modulation length and the amplitude of the order parameter as a function of temperature. It is remarkable how the inclusion of fluctuations changes drastically the phase diagrams, driving the stripe to disorder phase transition from continuous, in the mean field approximation, to strongly discontinuous when fluctuations are considered. Besides, we characterize the elastic properties of the stripe system by calculating the compressibility modulus. We observe an anomaly in the compressibility for low temperatures in both systems, which as explained in the text, seems to indicate a more general mechanism than that one recently proposed for the anomaly of the Young modulus in these systems. Due to the strong fluctuations present in two dimensions, is not observed long range positional order, at moderate temperatures, in stripes systems. However, in this conditions it is usual to observe some degree of orientational order for the modulated structures. In this context, the third chapter is dedicated to study the nematic phase in stripe systems with competing interactions. We show by applying the Self Consistent Screening Approximation (SCSA) to a generic model with competition, how the nematic solution appears in isotropic systems, and how, for temperatures lower than the critical temperature, the nematic solution has lower free energy than the disordered solution. This establishes the nematic phase as the thermodynamically stable phase for T < Tc. Chapter 4 of this work clarifies and generalizes some of the results discussed until then in the thesis. It is dedicated to study which types of interactions gives rise to a stable nematic phase in two dimensions in the thermodynamic limit. We provided a generalization of the standard theory of orientational melting in stripe systems. This generalization allows to maps the original problem into a generalized XY model. In this way, taking into account known results in the literature, we deduce the critical properties of the orientational correlation length and the nematic order parameter. Additionally, it is shown that a phase with positional long range or quasi long range order is forbidden at any finite temperature. In the last chapter, we focus on the study of the orientational and positional melting of quantum stripe systems. Our calculations shows that, in perfect analogy with our previous results, it is possible to map the original problem to a problem of quantum rotors. This mapping allows to use some previous results, and some news to deduce a qualitative phase diagrams for the orientational properties of the system for all possible cases. We also pay particular attention to the properties of the effective model in the quantum critical region. Finally, in this chapter we study the existence of a smectic phase in quantum stripe systems. Our results show that such a phase is stable only at zero temperature. Considering then that at strong enough quantum fluctuations the positional long range order is destroyed, it is natural to infer the existence of a transition between the smectic phase and the positionally disordered phase at intermediate value of the quantum fluctuation strength. The presented results show that such transition is in fact a second-order phase transition, whose critical exponents were calculated by means of perturbative renormalization group techniques.
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Anomalia na densidade em um gás de rede com potencial repulsivo atenuadoBalladares, Aline Lopes January 2004 (has links)
Apesar de ser um líquido comum na natureza, muitas dúvidas ainda pairam sobre várias características da água. A existência de uma relação comum entre o tipo de potencial intermolecular, criticalidade e as várias formas de anomalia existentes nessa substância ainda é uma questão em aberto, apesar da intensa pesquisa que têm-se feito ao longo dos anos sobre esse assunto . Nesta dissertação, propomos a hipótese de que a anomalia na densidade está correlacionada à presença de multicriticalidade, e que ambos os fenômenos surgem de um potencial de duas escalas. Para dar suporte a esta hipótese, além de trabalhos anteriores, usamos e estudamos um gás de rede com interações que competem (primeiros vizinhos V1 repulsivos e segundos vizinhos V2 atrativos). Construímos para este sistema um diagrama de fases µ vs. T usando dois métodos: aproximação de campo médio e simulações. Encontramos na aproximação de campo médio duas linhas críticas, uma das quais encontra a linha de 1a ordem separando duas fases líquidas, e um ponto tricrític Com a aproximação de campo médio não encontramos anomalia na densidade. Os resultados obtidos com as simulações alteram qualitativamente o diagrama de fases. Tanto as linhas críticas quanto os pontos tricríticos tem suas posições modificadas com relação ao campo médio. Neste caso encontramos um comportamento anômalo na densidade. Concluímos que o potencial de duas escalas competitivas é um ingrediente necessário ao aparecimento de anomalia na densidade e coexistência entre duas fases líquidas. Ainda, mostramos que essa anomalia pode estar associada não apenas a dois pontos críticos, como se espera para a água, mas a uma multicriticalidade em geral, tal como linhas críticas.
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Elaboração e analise de diagramas de fases dos sistemas SDS+H2O, (SDS+H2O)+DeOH e (SDS+H2O+DeOH)+Na2SO4, com auxilio de microscopia petrografica e refratometriaPereira, Carmen Ines Feltrin January 1991 (has links)
Dissertação (mestrado) Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T04:35:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T17:10:15Z : No. of bitstreams: 1
82128.pdf: 1863688 bytes, checksum: 59152695215c6c861fa76c5071a36a9d (MD5) / No presente trabalho elaboramos diagramas de fases de sistem liotrópicos, usando como surfactante Decilsulfato de Sódio (SDS). Partindo da concentração de 50%, em peso, de SDS e água tridestilada, determinamos uma concentração particular de existência de liomesofases (42,5% de SDS e 57,5% de H2O). Mantendo a razão da concentração para a formação do sistema ternário. Com base no diagrama de fase do sistema ternário, na região de maior estabilidade do nemático exibido pelo sistema, em temperatura, a razão (SDS + H2O) / DeOH foi escolhida para ser mantida constante quando da adição de Na2SO4, para a formação do sistema quaternário.
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Fabricação e caracterização das ligas binarias Fe 20 AL 80 E Fe 25 Zn 75 pelo metodo mechanical alloyingBorba, Elenice Cavichioli January 1994 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:26:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:49:06Z : No. of bitstreams: 1
95780.pdf: 2440031 bytes, checksum: 54027e6fcdd559196caf78306240b563 (MD5) / O presente trabalho consiste na fabricação e caracterização das ligas binárias Fe20Al80 e Fe25Zn75 pelo método Mechanical Alloying (MA). A produção dessas ligas faz parte de uma linha de pesquisa de diversos sistemas metálicos binários com aplicações industriais na área de materiais anti-corrosivos e anti-oxidantes à temperatura ambiente e em altas temperaturas. Inicialmente a liga binária Fe20Al80 foi produzida. Os padrões de difração de raios-X mostram que o produto final obtido, após 220 horas de moagem é uma liga Fe20Al80 , na fase amorfa. Este padrão foi simulado usando o modelo de Empacotamento Aleatório de Esferas Duras (Modelo de Percus-Yevick) que mostrou que a Ordem Química de Curto Alcance (Chemical Short Range Order-CSRO) nesta liga, pode ser bem descrita por este modelo. Os espectros Mössbauer à temperatura ambiente para a liga Fe20Al80 mostram uma evolução para um dubleto (desdobramento quadrupolar), o qual pode ser atribuído a uma fase superparamagnética. Foi também observado que a taxa de reação diminui com o aumento do tempo de moagem. A liga Fe25Zn75 foi em seguida produzida por MA. Os padrões de difração de raios-X medidos em função do tempo de moagem, mostram que após 170 horas de MA, o produto final obtido é um composto estável na fase cristalina, porém com uma estrutura cristalina com deformações, defeitos, e tensões.
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Fases anisotrópicas em sistemas com interações competitivas / Anisotropic phases in systems with competing interactionsMendoza Coto, Alejandro January 2015 (has links)
Nesta Tese de Doutorado se apresenta um estudo teórico das fases anisotrópicas (faixas) em sistemas isotrópicos com interações competitivas. Focamos nosso trabalho em sistemas que apresentam uma interação de curto alcance atrativa e uma interação de longo alcance repulsiva. Sistemas com estas caraterísticas abundam na natureza, por exemplo: filmes magnéticos ultrafinos, sistemas de elétrons fortemente correlacionados e sistemas de copolímeros, só para mencionar alguns. No segundo capítulo estudamos numericamente as propriedades de dois modelos com competição. Mostramos que além de algumas caraterísticas obvias em comum, os dois modelos apresentam propriedades bem diferentes na fase de baixa temperatura, contrario ao que normalmente se assume na literatura. Mediante uma análise de campo médio e campo médio mais pequenas flutuações estudamos os perfis das soluções de faixas. O que permite caracterizar magnitudes como o comprimento de modulação e a amplitude do parâmetro de ordem, em função da temperatura. É importante mencionar como a inclusão das flutuações muda dramaticamente os diagramas de fase, levando a transição da fase de faixas à fase desordenada de continua, em campo médio, a fortemente descontinua quando consideramos flutuações. Também é estudado neste capítulo as propriedades elásticas do sistema de faixas, via o cálculo do módulo de compressibilidade das faixas. Foi observada uma anomalia na compressibilidade para baixas temperaturas em ambos sistemas o que, como é explicado no texto, parece indicar um mecanismo mais geral para a anomalia do módulo de Young. Devido às fortes flutuações presentes em duas dimensões não se observa ordem posicional de longo alcance no limite termodinâmico em sistemas formadores de faixas. No entanto, frequentemente nestas condições se percebe uma certa ordem orientacional das estruturas moduladas. Assim, o terceiro capítulo é dedicado ao estudo da fase nemática em sistemas de faixas com interações competitivas. Aplicamos a Self Consistent Screening Approximation a um modelo genérico com competição e mostramos como a solução nemática aparece em sistemas isotrópicos. Assim também é obtido que para temperaturas menores que uma dada temperatura crítica a solução nemática tem menor energia livre que a solução desordenada. Isto estabelece à fase nemática como a fase termodinamicamente estável para T < Tc. No capítulo 4 esclarecemos e generalizamos alguns dos resultados discutidos até esse momento nesta Tese. O mesmo é dedicado a estudar quais tipos de interações presentes no sistema dão lugar ao estabelecimento de uma fase nemática estável em duas dimensões, no limite termodinâmico. Generalizamos a teoria padrão da fusão (melting) em sistemas de faixas e mostramos que é possível mapear o problema original no estudo de um modelo XY generalizado. Desta forma, considerando resultados prévios da literatura foi possível estabelecer as propriedade críticas do comprimento de correlação orientacional e do parâmetro de ordem nemático. No que se refere à ordem posicional do padrão de faixas é mostrado que, independente do alcance das interações, uma fase com ordem posicional de longo ou quase longo alcance, é proibida em duas dimensões. O capítulo final desta Tese estuda o problema da fusão de sistemas quânticos de faixas. Para isso se generalizam resultados obtidos no capítulo prévio, e novamente é possível mostrar que se pode mapear o problema original em um sistema de rotores quânticos. Tal mapeamento permite, utilizando resultados prévios e outros obtidos pela primeira vez nesta Tese, deduzir a forma qualitativa dos diagramas de fases para a ordem orientacional nos diferentes casos possíveis. Em particular discutem-se as propriedades dos modelos efetivos resultantes, na região crítica quântica. Finalmente é estudado neste capítulo a possível existência de uma fase esmética para sistemas quânticos de faixas. Nossos resultados mostram que tal fase existe no limite termodinâmico apenas a temperatura zero. Considerando então que para flutuações quânticas suficientemente fortes a ordem posicional é perdida, é natural concluir a existência de uma transição, entre a fase esmética e a fase posicionalmente desordenada, para valores intermediários da intensidade das flutuações quânticas. Os resultados obtidos mostraram que esta é de fato uma transição quântica de segunda ordem, cujos exponentes críticos foram calculados mediante as técnicas do grupo de renormalização perturbativo. / This Ph.D. thesis presents a theoretical study of anisotropic phases (stripes) in isotropic systems with competing interactions. We focus our work on systems which present a short range attractive interaction and a long range repulsive interaction. Systems of this type are many in nature, for instance: ultra-thin magnetic films, strongly correlated electron systems and copolymer systems, just to mention some of them. In the second chapter we study numerically the properties of two models with competition. We show that, besides some obvious features in common, both models present very different low temperature behavior, in contrast to what is usually assumed in the literature. By means of a mean field and mean field plus small fluctuations analysis, we study the stripe-solution profile, which allows us to characterize quantities like the modulation length and the amplitude of the order parameter as a function of temperature. It is remarkable how the inclusion of fluctuations changes drastically the phase diagrams, driving the stripe to disorder phase transition from continuous, in the mean field approximation, to strongly discontinuous when fluctuations are considered. Besides, we characterize the elastic properties of the stripe system by calculating the compressibility modulus. We observe an anomaly in the compressibility for low temperatures in both systems, which as explained in the text, seems to indicate a more general mechanism than that one recently proposed for the anomaly of the Young modulus in these systems. Due to the strong fluctuations present in two dimensions, is not observed long range positional order, at moderate temperatures, in stripes systems. However, in this conditions it is usual to observe some degree of orientational order for the modulated structures. In this context, the third chapter is dedicated to study the nematic phase in stripe systems with competing interactions. We show by applying the Self Consistent Screening Approximation (SCSA) to a generic model with competition, how the nematic solution appears in isotropic systems, and how, for temperatures lower than the critical temperature, the nematic solution has lower free energy than the disordered solution. This establishes the nematic phase as the thermodynamically stable phase for T < Tc. Chapter 4 of this work clarifies and generalizes some of the results discussed until then in the thesis. It is dedicated to study which types of interactions gives rise to a stable nematic phase in two dimensions in the thermodynamic limit. We provided a generalization of the standard theory of orientational melting in stripe systems. This generalization allows to maps the original problem into a generalized XY model. In this way, taking into account known results in the literature, we deduce the critical properties of the orientational correlation length and the nematic order parameter. Additionally, it is shown that a phase with positional long range or quasi long range order is forbidden at any finite temperature. In the last chapter, we focus on the study of the orientational and positional melting of quantum stripe systems. Our calculations shows that, in perfect analogy with our previous results, it is possible to map the original problem to a problem of quantum rotors. This mapping allows to use some previous results, and some news to deduce a qualitative phase diagrams for the orientational properties of the system for all possible cases. We also pay particular attention to the properties of the effective model in the quantum critical region. Finally, in this chapter we study the existence of a smectic phase in quantum stripe systems. Our results show that such a phase is stable only at zero temperature. Considering then that at strong enough quantum fluctuations the positional long range order is destroyed, it is natural to infer the existence of a transition between the smectic phase and the positionally disordered phase at intermediate value of the quantum fluctuation strength. The presented results show that such transition is in fact a second-order phase transition, whose critical exponents were calculated by means of perturbative renormalization group techniques.
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