Evidence of Kosterlitz-Thouless phase transitions in the Ising model with dipolar interactions

The ferromagnetic bidimensional Ising model with dipolar interactions has been proposed to model ultrathin films with strong out-of-plane anisotropy. The phase diagram presents a rich phenomenology that includes lowtemperature phases characterized by stripes of width n (hn) and a high-temperature phase with domains of stripes with mutually perpendicular orientations, named tetragonal liquid (TL). The latter phase can be reached by two possible ways. One of them is the direct transition hn to TL, and the other one is through an intermediate phase with orientational order but short-range positional disorder, named nematic phase (NM). The regions of the phase diagram where these transitions occur, as well as their character, remain an open question and are the object of the present work. In order to clarify this topic, intensive Monte Carlo simulations were performed by employing short-time dynamics as the main tool for studying the phase transition behavior. The dynamic evolution of the orientational order parameter and its moments are measured for selected values of the ratio between the ferromagnetic exchange and dipolar constants, called δ. The obtained results indicate that the intermediate NM phase is present for δ 2 in narrow ranges of temperatures. Also, the results suggest that both transitions, i.e., hn-NM and NM-TL, have a Kosterlitz-Thouless character. This type of topological transition is observed in continuous bidimensional models and have been proposed for discrete ones, as in the case of the present work.Fil: Bab, Marisa Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Saracco, Gustavo Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentin

Effective multidimensional crossover behavior in a one-dimensional voter model with long-range probabilistic interactions

A variant of the standard voter model, where a randomly selected site of a one-dimensional lattice (d=1) adopts the state of another site placed at a distance r from the previous one, is proposed and studied by means of numerical simulations that are rationalized with the aid of dynamical and finite-size scaling arguments. The distance between the two sites is also selected randomly with a probability given by P(r)∝r-(d+σ), where σ is a control parameter. In this way one can study how the introduction of these long-range interactions influences the dynamic behavior of the standard voter model with nearest-neighbor interactions. It is found that the dynamics strongly depends on the range of the interactions, which is parameterized by σ, leading to an interesting effective multidimensional crossover behavior, as follows. (a) For σ2, as well as the case of both scale-free and small-world networks. (b) For σ>1, an ordering dynamics is observed, such that ρ(t)∝t-α, where the exponent α increases with σ until it reaches the value α=1/2 for σ⩾5, which corresponds to the behavior of the standard voter model with short-range interactions in d=1. (c) Finally, for σ≈1 we show evidence of a critical-type behavior as in the case of the critical dimension (dc=2) of the standard voter model.Fil: Rodriguez, Diego Emilio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Bab, Marisa Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Albano, Ezequiel Vicente. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentin

Discrete scale invariance effects in the nonequilibrium critical behavior of the Ising magnet on a fractal substrate

The nonequilibrium critical dynamics of the Ising magnet on a fractal substrate, namely the Sierpinski carpet with Hausdorff dimension d H = 1.7925 , has been studied within the short-time regime by means of Monte Carlo simulations. The evolution of the physical observables was followed at criticality, after both annealing ordered spin configurations (ground state) and quenching disordered initial configurations (high temperature state), for three segmentation steps of the fractal. We have obtained evidence showing that during these relaxation processes both the growth and the fragmentation of magnetic domains become influenced by the hierarchical structure of the substrate. In fact, the interplay between the dynamic behavior of the magnet and the underlying fractal leads to the emergence of a logarithmic-periodic oscillation, superimposed to a power law, which has been observed in the time dependence of both the decay of the magnetization and its logarithmic derivative. These oscillations have been carefully characterized in order to determine the critical temperature of the second-order phase transition and the critical exponents corresponding to the short-time regime. The effects of the substrate can also be observed from the dependence of the effective critical exponents on the segmentation step. The exponent θ of the initial increase of the magnetization has also been obtained and the results suggest that it would be almost independent of the fractal dimension of the susbstrate, provided that d H is close enough to d = 2 . The oscillations have been discussed within the framework of the discrete scale invariance of the substrate.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Critical behavior of an Ising system on the Sierpinski carpet: a short-time dynamics study

The short-time dynamic evolution of an Ising model embedded in an infinitely ramified fractal structure with noninteger Hausdorff dimension was studied using Monte Carlo simulations. Completely ordered and disordered spin configurations were used as initial states for the dynamic simulations. In both cases, the evolution of the physical observables follows a power-law behavior. Based on this fact, the complete set of critical exponents characteristic of a second-order phase transition was evaluated. Also, the dynamic exponent θ of the critical initial increase in magnetization, as well as the critical temperature, were computed. The exponent θ exhibits a weak dependence on the initial (small) magnetization. On the other hand, the dynamic exponent z shows a systematic decrease when the segmentation step is increased, i.e., when the system size becomes larger. Our results suggest that the effective noninteger dimension for the second-order phase transition is noticeably smaller than the Hausdorff dimension. Even when the behavior of the magnetization (in the case of the ordered initial state) and the autocorrelation (in the case of the disordered initial state) with time are very well fitted by power laws, the precision of our simulations allows us to detect the presence of a soft oscillation of the same type in both magnitudes that we attribute to the topological details of the generating cell at any scale.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

On the occurrence of oscillatory modulations in the power-law behavior of dynamic and kinetic processes in fractals

The dynamic and kinetic behavior of processes occurring in fractals with spatial discrete scale invariance (DSI) is considered. Spatial DSI implies the existence of a fundamental scaling ratio (b1). We address time-dependent physical processes which, as a consequence of the time evolution, develop a characteristic length of the form ξ∝t1/z, where z is the dynamic exponent. So, we conjecture that the interplay between the physical process and the symmetry properties of the fractal leads to the occurrence of time DSI evidenced by soft log-periodic modulations of physical observables, with a fundamental time scaling ratio given by τ=b1z. The conjecture is tested numerically for single random walks, annihilating random walks, and representative systems of broad universality classes in the fields of irreversible and equilibrium critical phenomena.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Transformaciones inducidas por molido mecánico en ZrFe₂ bajo flujo de nitrógeno

Se estudiaron los efectos del molido mecánico sobre el ZrFe₂ (fase de Laves) bajo flujo de gas nitrógeno, caracterizando por espectroscopia Mossbauer y difracción de rayos X las transformaciones estructurales producidas. Las muestras fueron molidas en un cilindro de acero (7.5cm³) con una bola de acero (Φ = 12mm), usando un molino vibratorio operando a 30 Hz, con una relación inicial de masas bola/muestra de 11/1. La evolución de los espectros Mossbauer con el tiempo de molido mostró, en una primera etapa, una fracción creciente de núcleos que experimentan una interacción cuadrupolar pura, posiblemente relacionada con la formación de una fase paramagnética amorfa En una segunda etapa aparece una señal ferromagnética atribuible a la segregación del hierro metálico, la cual es acompañada por la formación de ZrN, según muestran los difractogramas. Estos ponen en evidencia además, una rápida disminución del tamaño de grano del ZrFe₂ con el tiempo de molido y un aumento del parámetro de red hasta los 30min. A partir de ese momento la disminución del tamaño de grano es lenta y el parámetro de red disminuye. Los resultados confirmaron la inestabilidad del ZrFe₂ y/o de la fase amorfa derivada, bajo molido en nitrógeno, dando lugar a la formación de α-Fe y ZrN.The effect of grinding under a nitrogen flux on the Laves phase ZrFe₂ was studied characterizing the induced structural transformations by X ray diffraction and Mossbauer spectroscopy. The samples were ground with one Steel ball (Φ=12mm) in a cylindrical Steel vial (7.5 cm³), using a vibratory mixer mili operating at about 30Hz. The initial ball to powder mass ratio was 11:1. The evolution of the Mossbauer spectra with milling time shown two stages: first, an increasing fraction of nuclei experiencing a quadrupole interaction, possibly related to the formation of a paramagnetic amorphous phase; second a ferromagnetic signal appeared indicating the segregation of metallic Fe, accompanied by the ZrN formation. as evidenced by the corresponding diñractograms. These also shown a rapid grain size reduction in the Laves phase and an initial increase in the lattice parameter. The results confirm the unstability of ZrFe₂ and/or the related amorphous phase under grinding in a N₂ atmosphere, giving rise to the formation of αFe and ZrN.Facultad de Ciencias Exacta

Nanocrystalline ZrN particles embedded in Zr-Fe-Cu-Al-Ni amorphous matrix

Melt-spun Zr64Al7Cu17Ni10Fe2 amorphous ribbons were milled under nitrogen atmosphere for different times. The resulting nitrided powders were studied by x-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy and differential scanning calorimetry. The formation of nanosized crystalline particles, with cubic δ-ZrN structure, dispersed in the amorphous matrix was observed along with a change in the composition of the amorphous phase. Prolonged milling leads to the additional precipitation of late transition metals (Fe,Ni,Cu). The nitride particles affect the crystallization behavior and modify the thermal stability of the amorphous alloy.Facultad de Ciencias Exacta

La facultad va a la escuela del barrio

En los últimos años el Ministerio de Cultura y Educación de la Nación desarrolló diversos programas vinculados al equipamiento de laboratorios escolares (EQUIPA, PRODYMES, etc.) tendientes a fomentar la enseñanza de la Ciencia y la Tecnología mediante la demostración y experimentación. Como consecuencia se distribuyó en escuelas públicas de todo el país, una importante cantidad de material didáctico relacionado con las áreas de Ciencias Naturales y Tecnología del EGB. Este material en la mayoría de los casos no se utiliza. En muchos establecimientos aún se mantiene embalado y los docentes no saben de su existencia, en otros desconocen como utilizarlo, o tienen temor a la ruptura o pérdida del mismo. En este contexto, un grupo de alumnos, docentes e investigadores de las Facultades de Ciencias Exactas y Ciencias Naturales y Museo de la Universidad Nacional de La Plata y del Centro de Investigaciones Ópticas en el marco de un proyecto de extensión universitaria (“La Facultad va a la Escuela del Barrio”) comenzamos, a principios del 2002, a ofrecer nuestra colaboración a las escuelas públicas de La Plata y alrededores para optimizar el uso de este material, brindando asistencia para el montaje de laboratorios, realizando prácticas que involucren el uso del equipamiento, etc. Un aspecto fundamental de este proyecto es que se trabaja con los docentes y no con los alumnos, con el fin de generar un vínculo dinámico y horizontal entre pares con distinta formación. Los resultados de nuestra experiencia confirman la necesidad de acompañar a los docentes en un proceso que no debería agotarse en la capacitación puntual tradicional, sino, por el contrario, establecer mecanismos de trabajo conjunto para que el docente pueda desarrollar su actividad en el aula en mejores condiciones.Sección NaturalesDepartamento de Ciencias Exactas y Naturale

La facultad va a la escuela del barrio : Una experiencia de interacción con la comunidad escolar a través de talleres de Ciencias Naturales

La Facultad va a la Escuela del Barrio es un proyecto de extensión acreditado por las Facultades de Ciencias Naturales y Museo, y Ciencias Exactas de la UNLP, que realiza sus actividades en forma continuada desde el año 2002. En el mismo se desarrollan actividades en el ámbito escolar tendientes a fomentar la experimentación como parte integral de la enseñanza de las Ciencias Naturales en la escuela. El proyecto está formado por un equipo interdisciplinario y de los distintos claustros universitarios, y constituye un ámbito de formación integral de profesionales comprometidos con la sociedad.Facultad de Ciencias Naturales y Muse

La facultad va a la escuela del barrio : Las Ciencias Naturales entre la universidad y la escuela primaria

Docentes, estudiantes e investigadores de distintas Unidades Académicas de la Universidad Nacional de La Plata, nos acercamos a las Escuelas Públicas Estatales con la intención de enriquecer, contribuir y mejorar a la enseñanza de las Ciencias Naturales, en el marco del proyecto de Extensión "La Facultad va a La Escuela del Barrio". A partir del compromiso de los directivos de las distintas instituciones realizamos un trabajo conjunto, dinámico y horizontal con los docentes, basado en la metodología taller, según sus intereses y la currícula escolar. Esta forma de trabajo no se reduce a una capacitación puntual o a una muestra llamativa de materiales y experimentos sino que, recupera y valora el saber particular de los maestros respecto a la "vida" en el aula y aporta nuestros conocimientos y metodologías, propias de una formación científico-profesional. A partir de esta "ida y vuelta" aportamos herramientas y estrategias permitiendo a los docentes llevar a cabo propuestas didácticas basadas en el trabajo de laboratorio y, a su vez, enriquecemos nuestra formación como profesionales críticos comprometidos con la sociedad.Trabajos del área Ciencias NaturalesDepartamento de Ciencias Exactas y Naturale