Experimentally pure Lifshitz critical behavior has only been reported in the orthorhombic magnetic system MnP which exhibits uniaxial Ising-Type Lifshitz points LP (d=3, n=l, m=l). Two LPs have been previously identified in MnP. One when the external magnetic field H was applied along the intermediate b axis, the other when IH was along the hard anisotropy axis a. Both LPs occurs roughly at the same temperature (TL ~121K) but at different values of H due to the difference in anisotropy. In this work we report on measurements made with H applied within the ab plane. Two configurations were studied: (1) with H making an angle of 20° with the b axis and (2) with H at 45° in the b (and a) axis. The observed phase diagram obtained using an AC susceptibility technique shows, near the confluence of the modulated and ferromagnetic phases with the paramagnetic phase, the same characteristics of the phase boundaries found when H is along a and also along b . The temperature at the multicritical point is TL~120K. From an analysis of the shape of the phase boundaries near TL we obtained a crossover exponent =0.61±0.02, a value that is consistent with the found for IH along the a and the b axis. This value is also consistent with the predicted theoretically from Renormalization-Group calculation. These data suggest that there is a line of LPs connecting the multicritical points found when H is along the b and a axis. / Experimentally pure Lifshitz critical behavior has only been reported in the orthorhombic magnetic system MnP which exhibits uniaxial Ising-Type Lifshitz points LP (d=3, n=l, m=l). Two LPs have been previously identified in MnP. One when the external magnetic field H was applied along the intermediate b axis, the other when IH was along the hard anisotropy axis a. Both LPs occurs roughly at the same temperature (TL ~121K) but at different values of H due to the difference in anisotropy. In this work we report on measurements made with H applied within the ab plane. Two configurations were studied: (1) with H making an angle of 20° with the b axis and (2) with H at 45° in the b (and a) axis. The observed phase diagram obtained using an AC susceptibility technique shows, near the confluence of the modulated and ferromagnetic phases with the paramagnetic phase, the same characteristics of the phase boundaries found when H is along a and also along b . The temperature at the multicritical point is TL~120K. From an analysis of the shape of the phase boundaries near TL we obtained a crossover exponent =0.61±0.02, a value that is consistent with the found for IH along the a and the b axis. This value is also consistent with the predicted theoretically from Renormalization-Group calculation. These data suggest that there is a line of LPs connecting the multicritical points found when H is along the b and a axis.

Foi desenvolvido o aparato experimental necessário à realização de experimentos de RMN em baixas temperaturas, com o objetivo de investigar fenômenos críticos nos sistemas antiferromagnéticos diluídos FexZn1-xF2. Estudou-se a dependência do segundo momento da linha de ressonância do F0 com a temperatura, desde T &#8776 TN até T &#8776 250K, através de medidas experimentais e simulações numéricas baseadas num modelo de campo médio. Também foi estudada a dependência angular da meia largura e da forma da linha. Os resultados das simulações numéricas concordam qualitativamente, mas não quantitativamente, com os resultados experimentais. Encontramos também a indicação de uma distribuição em T2 ao longo da linha de ressonância do F0, quando H0 é orientado perpendicularmente ao eixo C. O expoente crítico da magnetização do REIM foi medido diretamente a partir do segundo momento da linha do F0, após um esfriamento da amostra sem campo aplicado (Zero Field Cooling). O resultado obtido &#946=0.36 &#177 0.01 concorda com o valor esperado &#946= 0.35 / The experimental apparatus required for Nuclear Magnetic Resonance low temperatures experiments was developed for the investigation of critical phenomena in the diluted antiferromagnetic FexZn1-xF2. The dependence of the second moment of the F0 resonance line with the temperature was studied from T &#8776 TN to T &#8776 250K, both by experimental measurements and numerical mean field simulations. Angular dependence of the line width and line shape were also investigated. The numerically simulated results qualitatively agreed, but quantitatively didn´t agree with the experimental results. We found an indication of a distribution in T2 through the F0 resonance line, when H0 is oriented perpendicularly to the C axis. The magnetization critical exponent &#946 of the REIM was measured directly from the second moment of the F0 resonance line, after a zero field cooling procedure. We obtained &#946= 0.36 &#177 0.01 which is to be compared with the theoretical value &#946= 0.35

Experimentally pure Lifshitz critical behavior has only been reported in the orthorhombic magnetic system MnP which exhibits uniaxial Ising-Type Lifshitz points LP (d=3, n=l, m=l). Two LPs have been previously identified in MnP. One when the external magnetic field H was applied along the intermediate b axis, the other when IH was along the hard anisotropy axis a. Both LPs occurs roughly at the same temperature (TL ~121K) but at different values of H due to the difference in anisotropy. In this work we report on measurements made with H applied within the ab plane. Two configurations were studied: (1) with H making an angle of 20° with the b axis and (2) with H at 45° in the b (and a) axis. The observed phase diagram obtained using an AC susceptibility technique shows, near the confluence of the modulated and ferromagnetic phases with the paramagnetic phase, the same characteristics of the phase boundaries found when H is along a and also along b . The temperature at the multicritical point is TL~120K. From an analysis of the shape of the phase boundaries near TL we obtained a crossover exponent =0.61±0.02, a value that is consistent with the found for IH along the a and the b axis. This value is also consistent with the predicted theoretically from Renormalization-Group calculation. These data suggest that there is a line of LPs connecting the multicritical points found when H is along the b and a axis. / Experimentally pure Lifshitz critical behavior has only been reported in the orthorhombic magnetic system MnP which exhibits uniaxial Ising-Type Lifshitz points LP (d=3, n=l, m=l). Two LPs have been previously identified in MnP. One when the external magnetic field H was applied along the intermediate b axis, the other when IH was along the hard anisotropy axis a. Both LPs occurs roughly at the same temperature (TL ~121K) but at different values of H due to the difference in anisotropy. In this work we report on measurements made with H applied within the ab plane. Two configurations were studied: (1) with H making an angle of 20° with the b axis and (2) with H at 45° in the b (and a) axis. The observed phase diagram obtained using an AC susceptibility technique shows, near the confluence of the modulated and ferromagnetic phases with the paramagnetic phase, the same characteristics of the phase boundaries found when H is along a and also along b . The temperature at the multicritical point is TL~120K. From an analysis of the shape of the phase boundaries near TL we obtained a crossover exponent =0.61±0.02, a value that is consistent with the found for IH along the a and the b axis. This value is also consistent with the predicted theoretically from Renormalization-Group calculation. These data suggest that there is a line of LPs connecting the multicritical points found when H is along the b and a axis.

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

Foi desenvolvido o aparato experimental necessário à realização de experimentos de RMN em baixas temperaturas, com o objetivo de investigar fenômenos críticos nos sistemas antiferromagnéticos diluídos FexZn1-xF2. Estudou-se a dependência do segundo momento da linha de ressonância do F0 com a temperatura, desde T &#8776 TN até T &#8776 250K, através de medidas experimentais e simulações numéricas baseadas num modelo de campo médio. Também foi estudada a dependência angular da meia largura e da forma da linha. Os resultados das simulações numéricas concordam qualitativamente, mas não quantitativamente, com os resultados experimentais. Encontramos também a indicação de uma distribuição em T2 ao longo da linha de ressonância do F0, quando H0 é orientado perpendicularmente ao eixo C. O expoente crítico da magnetização do REIM foi medido diretamente a partir do segundo momento da linha do F0, após um esfriamento da amostra sem campo aplicado (Zero Field Cooling). O resultado obtido &#946=0.36 &#177 0.01 concorda com o valor esperado &#946= 0.35 / The experimental apparatus required for Nuclear Magnetic Resonance low temperatures experiments was developed for the investigation of critical phenomena in the diluted antiferromagnetic FexZn1-xF2. The dependence of the second moment of the F0 resonance line with the temperature was studied from T &#8776 TN to T &#8776 250K, both by experimental measurements and numerical mean field simulations. Angular dependence of the line width and line shape were also investigated. The numerically simulated results qualitatively agreed, but quantitatively didn´t agree with the experimental results. We found an indication of a distribution in T2 through the F0 resonance line, when H0 is oriented perpendicularly to the C axis. The magnetization critical exponent &#946 of the REIM was measured directly from the second moment of the F0 resonance line, after a zero field cooling procedure. We obtained &#946= 0.36 &#177 0.01 which is to be compared with the theoretical value &#946= 0.35

Em decorrência do grande avanço alcançado pela mecânica estatística devido a introdução das idéias de invariância conforme às teorias de escala para sistemas finitos, retomamos, neste trabalho, o estudo do modelo XY em campo transverso. A princípio, apresentamos uma análise detalhada do comportamento \"crossover\" característico do modelo, onde incluímos cálculos melhorados dos expoentes da susceptibilidade e do gap de energia anteriormente apresentados por dos Santos e Stinch-combe. Em seguida, uma análise numérica do espectro foi desenvolvida, considerando-se condições livres de contorno, e comparada com as previsões da invariância conforme. Finalmente, as correções à energia do estado fundamental de cadeias finitas foram utilizadas para obter o parâmetro que caracteriza as classes de universalidade (a carga central c). / In view of the great advance attached from statistical mechanics due to the conformal invariance ideas introduced to the scale theories, we take over at this work, the study of the XY model in a transverse field. At first, we present a detailed analysis on the sample\'s typical crossover behavior. An improved calculation of the susceptibility and gap exponents early presented by dos Santos and Stinchcombe is included. Nest, a numerical analysis of the spectrum, regarding free boundary condi¬tions was developed and compared with conformal invariance predictions. Finally, the fundamental state energy corrections of finite chains were used to obtain the parameter which ,distingoishes the universality classes (the central charge c).

Orientador: Sergio Gama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-22T04:22:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coelho_AdelinodeAguiar_D.pdf: 4382396 bytes, checksum: b808001650de1b5e08ff29444eb5e86c (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O crescimento de monocristais das fases Fe17R2, R = terras raras, apresenta várias dificuldades associadas com a formação peritética destas fases, a volatilidade das terras raras e sua alta reatividade. Para resolver estes problemas nos experimentos de crescimento de monocristais utilizando o método Bridgman, nós utilizamos um forno de indução com uma câmara de alta pressão, desenvolvemos e testamos cadinhos de CaO, CaF2 e óxidos de terras raras como Nd2O3 e Sm2O3. Os cadinhos de CaO foram descartados devido a forte reação e dissolução pela terra rara. Os cadinhos de CaF2 são convenientes somente para os compostos envolvendo terras raras leves, os cadinhos de óxidos de terras raras apresentam problemas de dissolução para os compostos a base de terras raras leves, mas podem ser utilizados para crescimento de cristais dos compostos a base de terras raras pesadas, resultando em monocristais de boa qualidade. O comportamento crítico dos monocristais Fe17Dy2, Fe17Ho2 e Fe17Er2 foi investigado pela dedução dos expoentes críticos assimptótico e correção para escala, amplitudes e taxa de amplitude universal de medidas detalhadas de polarização magnética na feitas a temperaturas próximas a temperatura de Curie, onde o sistema muda da fase magnética para a paramagnética. Foram encontradas transições de fase bem definida em todos os sistemas com valores dos expoentes críticos assimptótico e taxas de amplitudes universais muito próximas destas previstas pelos cálculos de renormalização de grupo para o modelo de Heisenberg para um ferromagneto com interação tridimensional isotrópica de curto alcance. As correções não analíticas para o comportamento singular no ponto de Curie, que origina do campo de escala irrelevante não linear, foram calculadas e tem um papel significante na dedução dos expoentes críticos e amplitudes. Desde que o interesse principal deste estudo está somente na região crítica, não investigamos estes termos de correção fora da região crítica. A fração de spins que realmente participa na transição de fase também é calculada. Esta fração decresce monotonicamente quando vamos do Dy para o Er na tabela periódica / Abstract: Not informed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

A capacidade de um sistema sensorial detectar estímulos eficientemente é tradicionalmente dimensionada pela faixa dinâmica, que é simplesmente uma medida da extensão do intervalo de intensidades de estímulo para as quais a rede é suficientemente sensível. Muitas vezes, sistemas biológicos exibem largas faixas dinâmicas, que abrangem diversas ordens de magnitude. A compreensão desse fenômeno não é trivial, haja vista que todos os neurônios apresentam janelas de sensibilidade muito estreitas. Tentativas de explicação baseadas em argumentos de recrutamento sequencial dos neurônios sensoriais, com efeitos essencialmente aditivos, simplesmente não são realísticas, haja vista que seria preciso que os limiares de ativação das unidades também apresentassem um escalonamento por várias ordens de magnitude, para cobrir a faixa dinâmica empiricamente observada em nível macroscópico. Notavelmente, o modelo Kinouchi-Copelli (KC), que carrega o nome de seus idealizadores, mostrou que aquele comportamento pode ser um efeito coletivo (não aditivo) do conjunto de neurônios sensoriais. O modelo KC é uma rede de unidades excitáveis com dinâmicas estocásticas e acoplados segundo uma topologia de grafo aleatório. Kinouchi e Copelli mostraram que a taxa espontânea de disparo dos neurônios (ou atividade média) sinaliza uma transição de fase fora do equilíbrio do tipo ordem-desordem, e que exatamente no ponto crítico desta transição (em termos de um parâmetro ligado às características estruturais da rede) a sensibilidade a estímulos externos é máxima, ou seja, a faixa dinâmica exibe uma otimização crítica. Neste trabalho, investigamos como o ponto crítico depende da topologia, utilizando os modelos mais comuns das chamadas redes complexas. Além disso, estudamos computacionalmente os padrões de atividade (avalanches neuronais) exibidos pelo modelo, com especial atenção às mudanças qualitativas de comportamento devido às mudanças de topologia. Comentaremos também a relação desses resultados com experimentos recentes de monitoramento de dinâmicas neurais. / The capacity of a sensory system in efficiently detecting stimuli is usually given by the dynamic range, a simple measure of the range of stimulus intensity over which the network is sensible enough. Many times biological systems exhibit large dynamic ranges, covering many orders of magnitude. There is no easy explanation for that, since individual neurons present very short dynamic ranges isolatedly. Arguments based on sequential recruitment are doomed to failure since the corresponding arrangement of the limiar thresholds of the units over many orders of magnitude is unrealistic. Notably the so-called Kinouchi-Copelli (KC) model strongly suggested that large dynamic range should be a collective effect of the sensory neurons. The KC model is a network of stochastic excitable elements coupled as a random graph. KC showed the spontaneous activity of the network signals an order-disorder nonequilibrium phase transition and that the dynamic range exhibits an optimum precisely at the critical point (in terms of a control parameter related to structural properties of the network). In this work, we investigate how the critical point depends on the topology, considering the alternatives among the standard complex networks. We also study the burts of activity (neuronal avalanches) exhibited by the model, focusing on the qualitative changes due to alternative topologies. Finally we comment on possible connections among our results and recent observations of neural dynamics.

Em decorrência do grande avanço alcançado pela mecânica estatística devido a introdução das idéias de invariância conforme às teorias de escala para sistemas finitos, retomamos, neste trabalho, o estudo do modelo XY em campo transverso. A princípio, apresentamos uma análise detalhada do comportamento \"crossover\" característico do modelo, onde incluímos cálculos melhorados dos expoentes da susceptibilidade e do gap de energia anteriormente apresentados por dos Santos e Stinch-combe. Em seguida, uma análise numérica do espectro foi desenvolvida, considerando-se condições livres de contorno, e comparada com as previsões da invariância conforme. Finalmente, as correções à energia do estado fundamental de cadeias finitas foram utilizadas para obter o parâmetro que caracteriza as classes de universalidade (a carga central c). / In view of the great advance attached from statistical mechanics due to the conformal invariance ideas introduced to the scale theories, we take over at this work, the study of the XY model in a transverse field. At first, we present a detailed analysis on the sample\'s typical crossover behavior. An improved calculation of the susceptibility and gap exponents early presented by dos Santos and Stinchcombe is included. Nest, a numerical analysis of the spectrum, regarding free boundary condi¬tions was developed and compared with conformal invariance predictions. Finally, the fundamental state energy corrections of finite chains were used to obtain the parameter which ,distingoishes the universality classes (the central charge c).

Nesta dissertação, mostramos as primeiras aplicações do recém criado Anstz do Produto Matricial [8] na solução exata das matrizes de transferência associadas a modelos de vértices. A integrabilidade dos modelos é obtida diagonalizando-se a matriz de transferência diagonal-para-diagonal. Foram estudados duas classes de modelos. Na primeira delas introduzimos novos modelos de vértices, que denominamos de modelos de 5 vértices interagentes. Nestes modelos os vértices além das interações usuais de vizinhos próximos, dadas pela regra do gelo, possuem também interações de natureza repulsiva ao longo da diagonal. O famoso modelo de 6 vértices é obtido num limite particular deste novo modelo. O espectro da matriz de transferência, analogamente ao que acontece no ansatz de Bethe tradicional é dado em termos de solução de equações não lineares. Um estudo analítico e numérico destas equações foi feito para o modelo de 6 vértices que está contido nesta primeira classes de modelos. Tais resultados, juntamente com as idéias de invariância conforme, nos permitiram estudar o modelo em seu regime crítico. A segunda classe de modelos que estudamos foram os modelos de 10 vértices que satisfazem às regras do gelo. Obtivemos todos os possíveis modelos exatamente integráveis desta classe, reobtendo resultados da literatura bem como novos resultados. / In this dissertation we present the first application of a recent introduces Matrix Product Ansatz [8], in the exact solution of the transfer matrices associated to vertex models. The exact integrability is obtained through the diagonalization of the diagonal-to-diagonal transfer matrix. We studied two classes of models. In the first one we introduced new vertex models, that we call as interacting 5 vertex models. On these models beyond the nearest-neighbor interactions among the vertices, imposed by the ice rule, they also have repulsive interactions along the diagonal. The famous 6-vertex model is just a special case this class of models. The eigenspectrum of this transfer matrix, analogously as in the traditional Bethe ansatz, is obtained in terms of the roots of nonlinear equation. An analytical and numerical study of these equations we done on the first class. These results together with the machinery coming from conformal invariance allow us the study the model on its critical region. The second class of models we considered were the 10 vertex models that satisfy ice rules we obtained all the possible exact integrable models on this class, rederiving earlier results on the literature as were producing new ones.