Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-22T11:35:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246861.pdf: 534401 bytes, checksum: aff6ab2309addcd73150f8373cea5465 (MD5) / Demonstramos neste trabalho que a modulação dos parâmetros de interação dos hamiltonianos de Ising e Blume-Capel, segundo seqüências aperiódicas, pode ocasionar uma mudança de classe de universalidade na rede de Bethe e oscilação log-periódica da magnetização. Observamos possível mudança do expoente crítico da magnetização ß em relação a seu valor em sistemas homogêneos ou periódicos. Esta mudança não ocorre quando a seqüência de Fibonacci é usada. Na seqüência de duplicação de período caracterizamos o expoente ß como uma função da razão JA/JB. Na seqüência de Rudin-Shapiro obtemos evidências de que esta aperiodicidade causa mudança na classe de universalidade do sistema.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-02Bitstream added on 2014-06-13T20:33:12Z : No. of bitstreams: 1 wanzeller_wg_me_ift.pdf: 1104414 bytes, checksum: f6829a4e95fac397804869f7aa9967e9 (MD5) / A teoria da percolação de clusters é empregada para estudar a transição de fase magnética no modelo de Ising bidimensional utilizando simulações de Monte Carlo. A teoria da percolação é de interesse para problemas de transições de fase em matéria condensada e em biologia e química. Mais recentemente, conceitos da teoria de percolação de clusters têm sido invocados em estudos da transição de desconfinamento dos quarks e glúons a altas temperaturas na Cromadinâmica quântica. A dissertação apresenta uma revisão sucinta, mas autocontida, dos princípios básicos da teoria da percolação e sua relação aos fenômenos críticos, e dos principais métodos de Monte Carlo. Alguns resultados obtidos não são novos, no entanto, todos códigos numéricos para as simulações e estimativas de erros são originais. / Abstracts: Cluster percolation theory is employed to study the magnetic phase transition in the two dimensional Ising model using Monte Carlo simulations. Percolation theory is of interest in problems of phase transitions in condensed matter physics, and in biology and chemistry. More recently, concepts of percolation theory have been invoked in studies of quark-gluon deconfinement at high temperatures in quantum Chromodynamics. The dissertation presents a brief, but selfcontained review of the basic principles of percolation theory, the relation of percolation to critical phenomena, and discusses the main Monte Carlo methods. Some of the results obtained are to new, but all numerical codes employed in the simulations and erro estimate are original.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4076.pdf: 4975427 bytes, checksum: 5747c2be227789b4bc99af2fdf3b158e (MD5) Previous issue date: 2010-12-17 / Financiadora de Estudos e Projetos / Multilayer systems consisting of magnetic layers of heterostructures can have a variety of magnetic phases - those dependent on factors such as the exchange parameters, the geometry of the material, the temperature T to which it is submitted and the field B applied on it. Let us consider a model of Thin Film in which the various layers that compose it are formed by K Ising plans that have the same coupling constant and which has plans between K / 2 and K / 2 +1 an antiferromagnetic coupling whose interpretation would be physical defects and / or impurities in the material. The system is modeled by the following spin Hamiltonian, where the first two summations represent the interaction of first neighbors in the upper and lower layers and the third represents the interfacial antiferromagnetic coupling and the latter represents the system's interaction with the field B. The calculation of magnetic response of the model allows us to obtain temperatures and their critical fields on phase transitions of the 1st and 2nd orders allowing us to build the phase diagrams of the system. We also obtained the zero field critical exponents related to the magnetic response of the material to verify the Rushbrooke relations. We also made an analysis about the cycles of hysteresis of the material. The Monte Carlo algorithms used are the Entropic Sampling whose main idea is to exploit the principle of maximum entropy, and the usual Importance Sampling algorithm, introduced by Metropolis et al. / Sistemas de multicamadas constituídos por camadas magnéticas de heteroestruturas podem possuir uma variedade de fases magnéticas - essas dependentes de fatores como os parâmetros de troca, a geometria do material, a temperatura T à qual ele é submetido e o campo B nele aplicado. Vamos considerar um modelo de Filme Fino no qual as varias camadas que o compõem são formadas por K planos de Ising que possuem a mesma constante de acoplamento e que possua entre os planos K/2 e K/2+1 um acoplamento antiferromagnético cuja interpretação Física seriam defeitos e/ou impurezas no material. O sistema é modelado pelo seguinte Hamiltoniano de spin, onde os dois primeiros somatórios representam a interação de primeiros vizinhos nas camadas superiores e inferiores e o terceiro representa o acoplamento interfacial antiferromagnético e o último representa a interação do sistema com o campo B. O cálculo das respostas magnéticas do modelo permite-nos obter as temperaturas e os respectivos campos críticos relativos as transições de fase de 1ª e 2ª ordens viabilizando a construção dos diagramas de fases do sistema. Obtivemos também a campo nulo os expoentes críticos relativos às respostas magnéticas do material a fim de verificar a Relação de Rushbrooke. Fizemos também uma analise acerca dos ciclos de histerese do material. Os métodos de Monte Carlo utilizados nos cálculos são os Algoritmos de Amostragem Entrópica cuja idéia principal é explorar o principio da máxima entropia -Entropic Sampling - e o algoritmo de Amostragem Relevante usual, introduzido por Metropolis et al.

Resumo: A teoria da percolação de clusters é empregada para estudar a transição de fase magnética no modelo de Ising bidimensional utilizando simulações de Monte Carlo. A teoria da percolação é de interesse para problemas de transições de fase em matéria condensada e em biologia e química. Mais recentemente, conceitos da teoria de percolação de clusters têm sido invocados em estudos da transição de desconfinamento dos quarks e glúons a altas temperaturas na Cromadinâmica quântica. A dissertação apresenta uma revisão sucinta, mas autocontida, dos princípios básicos da teoria da percolação e sua relação aos fenômenos críticos, e dos principais métodos de Monte Carlo. Alguns resultados obtidos não são novos, no entanto, todos códigos numéricos para as simulações e estimativas de erros são originais. / Abstracts: Cluster percolation theory is employed to study the magnetic phase transition in the two dimensional Ising model using Monte Carlo simulations. Percolation theory is of interest in problems of phase transitions in condensed matter physics, and in biology and chemistry. More recently, concepts of percolation theory have been invoked in studies of quark-gluon deconfinement at high temperatures in quantum Chromodynamics. The dissertation presents a brief, but selfcontained review of the basic principles of percolation theory, the relation of percolation to critical phenomena, and discusses the main Monte Carlo methods. Some of the results obtained are to new, but all numerical codes employed in the simulations and erro estimate are original. / Orientador: Gastão Inácio Krein / Coorientador: Tereza Cristina da Rocha Mendes / Banca: Carlos Eugenio Carneiro / Banca: Roberto André Kraenkel / Mestre

Orientador: Gastão Inácio Krein / Banca: Makoto Yoshida / Banca: Rogério Rosenfeld / Resumo: Revisamos o método de Monte Carlo aplicado a modelos de spin discretos e a uma teoria de campos escalar na rede, com espcial ênfase no algoritmo de Metropolis. Inicialmente consideramos um modelo de spins de Ising com interacções de longo alcance em uma rede complexa de mundo pequeno. Em vista da não extensividade do modelo, generalizamos o modelo de Metropolis para a termoestatística não extensiva de Tsallis. Simulações numéricas são implementadas com o algoritmo generalizado para redes bi- e tridimensionais. A seguir, revisamos o método de regularização na rede para a teoria quântica de um campo escalar autointeragente. Empregamos o algoritmo de Metropolis para simular a teoria nar ede e estudamos o comportamento das constantes de acoplamento renormalizadas quártica and sêxtupla em função da constante de acoplamento não renormalizada. Apresentamos resultados de simulações para redes Euclideanas em duas e três dimensões nos regimes de acoplamento intermediário e forte / Abstract: We review the application of the Monte Carlo method to a discrete spin model and to a scalar field theory on the lattice with special emphasis on the Metropolis algorithm. Initially we consider an Ising spin model with long range interactions on a complex small world network. In view of the nonextensive nature of the model, we have have generalized the Metropolis algorithm to the Tsallis nonextensive thermostatistics. Numerical simulations with the generalized algorithm are implemented for two-and three-dimensional lattices. Next we review the lattice regularization method for the quantum theory of a selfinteracting scalar field. We use the Metropolis algorithm to simulate the theory on the lattice and study the behavior of the renormalized quartic and sextic coupling constants as a function of the unrenormalized coupling constant. Results of simulations are presented for Euclidean lattices in two and three dimensions at intermediate and strong couplings / Mestre

Dissertação(mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Matemática, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-10-08T12:16:21Z No. of bitstreams: 1 2013_RobertoVilaGabriel.pdf: 3245364 bytes, checksum: b4dd6dc2376cbbe449b55b6bcfd55654 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-10-16T14:03:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_RobertoVilaGabriel.pdf: 3245364 bytes, checksum: b4dd6dc2376cbbe449b55b6bcfd55654 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-16T14:03:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_RobertoVilaGabriel.pdf: 3245364 bytes, checksum: b4dd6dc2376cbbe449b55b6bcfd55654 (MD5) / Este trabalho está baseado no artigo: The self-dual point of the two-dimensional random-cluster model is critical for q ≥ 1, escrito pelos matemáticos Vincent Beffara e Hugo Duminil-Copin publicado no periódico Probability Theory and Related Fields em 2012. Neste trabalho os autores provam uma conjectura bastante antiga sobre o valor do ponto crítico do Modelo de Aglomerados Aleatórios na rede Z2. Eles mostraram que o ponto auto-dual, psd(q) = √q /(1 + √q ); para q ≥ 1 é crítico na rede quadrada. Como uma aplicação deste resultado, eles mostraram também que as funções de conectividade, na fase subcrítica, decaem exponencialmente com respeito à distância entre dois pontos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work is based on the paper: The self-dual point of the two-dimensional randomcluster model is critical for, q ≥ 1, by Vincent Beffara and Hugo Duminil-Copin, Probability Theory and Related Fields 2012. In this work the authors proved an old conjecture about the critical point of the Random-Cluster Model in the square lattice. They shown that the self dual point, psd(q) = √q /(1 + √q ); for q ≥ 1 is critical on the square lattice. As an application they shown that the connectivity functions, in the subcritical phase, decays exponentially fast with the distance of the points.

Orientador: Guillermo Gerardo Cabrera Oyarzún / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-08-16T15:57:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_PriscilaFerrariSilveira_M.pdf: 3441309 bytes, checksum: ac0fe3faa7642e9a7ef8330049e33761 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A descrição da dinâmica quântica de sistemas de muitos corpos é um ingrediente chave para a computação quântica. No presente projeto, propomos o estudo da dinâmica em cadeias finitas de spin 1/2 na presença de impurezas ou defeitos. O modelo adotado será o de Ising quântico com campo transverso, do qual é possível obter o espectro de forma exata na presença de uma impureza. A dinâmica do sistema é movida exclusivamente por flutuações quânticas, cuja origem é o Princípio da Incerteza. Investigamos a relaxação de estados iniciais caracterizados por uma magnetização espacialmente não homogênea e que não possuam hipóteses sobre a proximidade com o estado de equilíbrio. Dessa forma, a matriz densidade inicial será dependente apenas de uma única coordenada espacial. A investigação então é realizada através da grandeza de interesse, a saber, a evolução temporal do valor médio das componentes de Fourier da magnetização, (SzQ)t. Soluções exatas, tanto analíticas quanto numéricas, são obtidas. Um dos objetivos iniciais deste trabalho consiste na busca de processos de relaxação lentos. Para os casos de solução analítica (impurezas periódica e antiperiódica) observamos relaxações oscilatórias e amortecidas por uma lei de potência no tempo do tipo (t/tQ)-vQ, onde tQ e vQ são dois parâmetros livres e Q é o número de onda associado a cada componente de Fourier. Há uma criticalidade no expoente vQ, o qual muda de 3/2 para 1/2 para certos valores de Q críticos. Por outro lado, para os casos de solução numérica (impurezas arbitrárias), os processos de relaxação são distintos daqueles citados acima. Os estados iniciais analisados são do tipo produto direto ferromagnético com um único spin virado, próximo ou distante da impureza. Neste caso, as evoluções temporais oscilam em torno deum valor médio não nulo e há uma larga faixa de valores de Q na qual os modos não se extinguem completamente / Abstract: The description of many body systems quantum dynamics is a key ingredient for quantum computation. In the present project we study finite spin-1/2 chains dynamic properties in the presence of impurities or defects. We adopt the quantum Ising model with transverse field, of which it is possible to obtain the energy spectrum by exact calculations in the presence of one impurity. The system dynamics is driven exclusively by quantum fluctuations, whose origin is the Uncertainty Principle. We investigate the relaxation of initial states characterized by spatially inhomogeneous magnetization without any hypothesis about the proximity with the equilibrium state. Thus, the initial density matrix will be dependent of only one spatial coordinate. The investigation then is realized through the temporal evolution of the magnetization's Fourier components. Exact solutions, analytical and numerical, are obtained. One of the goals of this work consist in the search of slow relaxation processes. For the analytical cases (periodic and anti-periodic impurities) we observe oscillatory relaxations with a decay given by a power law in time (t/tQ)-vQ, where tQ and vQ are two free parameters and Q is the wave number associated to a Fourier component. There is a criticality in the exponent vQ: its value changes from 3/2 to 1/2 for certain critical values of Q. On the other hand, for the numerical cases (arbitrary impurities), the relaxation processes are distinct from the cases cited above. The initial state analyzed is a ferromagnetic direct product with only one flipped spin, near or far from the impurity. In this case, the temporal evolutions oscillate around a finite mean value and there is a large interval of Q values in which the modes do not extinguish completely / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestra em Física

Orientadores: Gaston Eduardo Barberis, Pascoal José Giglio Pagliuso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-17T22:20:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CalderonFilho_CesarJose_M.pdf: 21461723 bytes, checksum: 3089cf622e6e81e41b460dc218211be3 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Na física da materia condensada, o estudo de sistemas de eletrons fortemente correlacionados é, com certeza, um dos problemas mais interessantes tanto do ponto de vista experimental como teórico, e são estes materiais que tem sido utilizados recentemente em aplicações tecnológicas. Destes compostos, os multiferroicos apresentam um conjunto de propriedades físicas muito rico. Estes materiais apresentam pelo menos duas das seguintes correlações de longo alcance: (anti)ferromagnetismo, ferroelasticidade e ferroeletricidade. Porém, as transições não precisam ser necessariamente correlacionadas, mas quando são, estas ocorrem simultaneamente, e o efeito magnetoelétrico pode ser induzido por campo. Neste trabalho, foram desenvolvidos cálculos numéricos que simulam o acoplamento magnetoelétrico presente nos multiferróicos minimizando a energia através da técnica de Monte Carlo. Foram desenvolvidos dois modelos muito simples. O primeiro modelo acopla uma rede de Ising 2D com spin 1/2 com uma rede de dipolos elétricos tambem 2D; este acoplamento e tal que a mudança de direção de um dado spin reorienta uma dada componente perpendicular do dipolo elétrico vizinho a este mesmo spin. Assim, para este primeiro modelo, as transições de fase das redes elétrica e magnetica ocorrem na mesma temperatura, sendo o hamiltoniano dependente de três parâmetros. Para o segundo modelo, foram utilizadas novamente duas redes, uma rede de Ising 2D com spin 1/2, e uma rede elétrica que se comporta da mesma maneira que uma rede de Ising 2D. Neste caso, o acoplamento entre o spin e o dipolo eletrico ocorre através de um sistema de dois níveis, gerando a possibilidade de temperaturas de transição independentes para as duas redes. Este segundo modelo tambem depende de três parâmetros / Abstract: In condensed matter physics, the study of strongly correlated electron systems is certainly one of the most interesting problems both from the experimental and the theoretical points of view, also these materials recently being used in technological applications. Among these compounds, the multiferroics show a very rich set of physical properties. These materials have at least two of the following long-range correlations: (anti)ferromagnetism, ferroelasticity and ferroelectricity. However, the transitions need not necessarily to be correlated, but when it happens, they occur simultaneously, and the magnetoelectric effect can be induced by field. In this work, numerical calculations have been developed to simulate the magnetoelectric coupling present in the multiferroics minimizing the energy through Monte Carlo technique. Two simple models have been developed. The first model couples a spin 1/2 2D Ising magnetic lattice with to a 2D lattice of classic electric dipoles; this coupling is such that the change in the spin direction reorients a perpendicular component of the electric dipole neighbor of this same spin. Therefore, for this first model, the phase transitions of the magnetic and electric lattices occur at the same temperature, and the Hamiltonian is dependent of three parameters. For the second model, two lattices have been used again, a 2D Ising lattice for the magnetic system and an electric lattice that also behaves as a 2D Ising lattice. In this case, the coupling between the spin and the electric dipole occurs through a two-level system, generating the possibility of the independent transition temperatures for the two systems. This second model also contains three independent parameters / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Orientador: Marcus Aloizio Martinez de Aguiar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-10T18:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chinellato_DavidDobrigkeit_M.pdf: 15300810 bytes, checksum: 36fdea424f1c7f83a5f50742e82465f8 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Nesta tese, estudamos as propriedades estatísticas de processos dinâmicos de influência em redes complexas sujeitas a perturbações externas. Consideramos redes cujos nós admitem dois estados internos, digamos 0 e 1. Os estados internos se alteram de acordo com os estados dos nós vizinhos. Supomos que há N1 nós com estado interno fixo em 1, N0 elementos com estado interno fixo em 0 e outros N elementos com estado interno livre. Os nós com estado interno ½xo podem ser interpretados como perturbações externas à subrede de N elementos livres. Este sistema é uma generalização do modelo do eleitor [25] e pode descrever diversas situações interessantes, indo de sistemas sociais [26] para a física e a genética. Neste trabalho, calcularemos analiticamente a evolução de um sistema de rede totalmente conectada, obtendo expressões para as distribuições de equilíbrio de uma rede qualquer e também de todas as probabilidades de transição. Em seguida, generalizamos os resultados para o caso em que N0 e N1 são menores do que 1, representando um acoplamento fraco do sistema com um reservatório externo. Mostramos que os resultados exatos são excelentes aproximações para várias outras redes, incluindo redes aleatórias, reticuladas, livres de escala, estrela e mundo pequeno, e estudamos a dinâmica destas outras redes numericamente. Finalmente, demonstramos que, se os dois parâmetros da solução para redes totalmente conectadas, N0 e N1, forem alterados para valores efetivos para cada tipo de rede específico, o nosso resultado analítico explica satisfatoriamente todas as dinâmicas e estados assintóticos de outras topologias. O nosso modelo é portanto bastante geral, se aplicado cuidadosamente / Abstract: We study the statistical properties of in²uence networks subjected to external perturbations. We consider networks whose nodes have internal states that can assume the values 0 or 1. The internal states can change depending on the state of the neighboring nodes. We let N1 nodes be frozen in the state 1, N0 be frozen in the state 0 and the remaining N nodes be free to change their internal state. The frozen nodes are interpreted as external perturbations to the sub-network of N free nodes. The system is a generalization of the voter model [25] and can describe a variety of interesting situations, from social systems [26] to physics and genetics. In this thesis, we calculate analytically the equilibrium distribution and the transition probabilities between any two states for arbitrary values of N, N1 and N0 for the case of fully connected networks. Next we generalize the results for the case where N0 and N1 are smaller than 1, representing the weak coupling of the network to an external reservoir. We show that our exact results are excellent approximations for several other topologies, including random, regular lattices, scale-free, star and small world networks, and study the dynamics of these other networks numerically. We then proceed to show that, by appropriately tuning the two parameters from the solution from fully connected networks, N0and N1, to eÿective values when dealing with other, more sophisticated network types, we can easily explain their asymptotic network behaviour. Our model is therefore quite general in applicability, if used consciously / Mestrado / Física Estatistica e Termodinamica / Mestre em Física

Orientador: Guillermo Gerardo Cabrera Oyarzún / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-30T18:12:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hernandez_FabioHernandez_M.pdf: 2178317 bytes, checksum: 00e18623b835112b2aa5c348e4651b65 (MD5) Previous issue date: 2016 / Resumo: A descrição da dinâmica quântica de sistemas de muitos corpos é um ingrediente chave para computação e simulações quânticas. No presente projeto, estudamos a dinâmica de cadeias de spin na presença de impurezas ou defeitos. O sistema de Ising quantico (Ising com campo transverso) com uma impureza foi solucionado de forma exata. Este sistema de spins pode ser simulado de forma analítica por partículas quânticas (transformação de Jordan-Wigner). Caracterizamos o espectro, as autofunções e a evolução temporal da magnetização para estados iniciais particulares, focando no papel desempenhado pelos estados de impureza. Finalmente observamos oscilações remanescentes na magnetização, após a relaxação do sistema, para alguns valores dos parâmetros da impureza nos quais existem dois estados ligados no espectro de energias / Abstract: The description of dynamics of quantum many-body systems is a key ingredient to perform quantum computation and/or simulations of quantum behavior. In the present proposal, we study the time evolution of quantum spin chains with impurities at one of the boundaries, in order to understand the role of defects in relaxation properties. The quantum (transverse) Ising model with an impurity has been solved in exact form, using the Jordan-Wigner transformation, where spins are mapped onto spinless fermions, thus simulating analytically a spin system with particles. We completely characterize the spectrum, with the presence of bound states depending on values of the impurity parameters. We calculate the local magnetization and observe its relaxation for particular non-homogeneous initial states. Surprisingly, remanent Rabi oscillations are observed at asymptotically long times, when the spectrum displays two bound states / Mestrado / Física / Mestre em Física / 1247646/2013 / CAPES