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

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 : 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

Aportes desde la extensión para revalorizar la ciencia en las escuelas

Este trabajo describe una intervención educativa que se llevó a cabo en el marco del Proyecto de Extensión “La Facultad va a la Escuela del Barrio” de la UNLP con un grupo de escuelas rurales próximas a la ciudad de La Plata. Nuestro objetivo es contribuir a mejorar la enseñanza de las Ciencias Naturales en el nivel primario utilizando la experimentación como herramienta didáctica. La intervención se basó en una perspectiva reflexiva y se centró en la realización de talleres junto a los docentes, basados en la currícula escolar e incluyó tanto una planificación como una evaluación conjunta. Los talleres se constituyeron en un dispositivo analizador, no sólo de conocimientos teóricos, sino también de las prácticas docentes. La intervención apostó a que el docente se apropie de metodologías científicas y revalorice el conocimiento científico, principalmente en estas instituciones cuya comunidad se encuentra inmersa en una dura realidad socioeconómica. La constitución interdisciplinaria del grupo permitió responder a las inquietudes de las maestras, las cuáles abarcaron varias disciplinas. A partir de la evaluación se rescataron los siguientes indicadores: el impacto positivo que produce la implementación en el aula; la adquisición de equipamiento de laboratorio por parte de las escuelas; el efecto multiplicador hacia otras instituciones, nuestra incorporación al Proyecto Institucional.Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educació