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Ver el documento (formato PDF)   Chernomoretz, Ariel.  "Fragmentación de sistemas finitos"  (2002)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
En la presente tesis estudiamos procesos de fragmentación de sistemas finitos, formados por constituyentes que interactúan de a pares a través de potenciales de corto rango. Utilizamos técnicas de dinámica molecular para simular experimentos de fragmentación de sistemas confinados en volúmen, de sistemas libres no-confinados y de procesos de producción de fragmentos como consecuencia de colisiones entre un blanco y un proyectil. En cada escenario analizamos el proceso de formación de fragmentos no sólo en el espacio configuracional, sino también en el espacio de fases, utilizando algoritmos avanzados de reconocimiento de fragmentos que buscan estructuras ligadas en el espacio q-p. En el estudio de sistemas confinados encontramos, para situaciones de alta dilución, claras señales de una transición de fase de primer orden, entre una fase tipo-líquida (presencia de una gota de gran masa) y una fase tipo-vapor (sólo fragmentos livianos), que tiene lugar en un sistema finito. Analizamos la existencia de fluctuaciones anormalmente grandes de la energía cinética, curvas calóricas con convexidades anómalas (loops) y calores específicos negativos. Determinamos el origen microscópico de dichas señales y pudimos explicar cómo “desaparecen” en la medida en que la densidad del sistema aumenta y la transición se torna contínua. A su vez, utilizando información de correlaciones microscópicas en el espacio de fases, pudimos obtener el diagrama de fases y caracterizar el comportamiento crítico del sistema. En el análisis de sistemas no-confinados encontramos que la dinámica del sistema sólo admite el establecimiento de un equilibrio local sobre un campo de velocidades asociado a un movimiento colectivo de expansión. En este nuevo escenario estudiamos el comportamiento de la curva calórica y la dependencia temporal de observables tales como las fluctuaciones relativas de la energía cinética, K y los espectros de masas de los fragmentos producidos. Pudimos reconocer el vínculo natural que se presenta entre fluctuaciones anormalmente grandes de K y la presencia de espectros de masa asintóticos libres de escala. Finalmente analizamos dos aspectos relacionados directamente con el mecanismo de excitación por colisiones. Por un lado estudiamos el proceso de deposición de energía en el blanco por parte del proyectil y pudimos encontrar la correspondiente curva calórica, encontrando que presentaba características similares al caso de explosiones no confinadas. Por otra parte, considerando un potencial semi-clásico para modelar la interacción nuclear, pudimos desarrollar un modelo de formación de fragmentos en colisiones de iones pesados que fija un marco dentro del cual se pueden interpretar recientes resultados experimentales.

Abstract:
In this thesis we studied the process of fragmentation of small systems composed by atomistic constituents that interact through short range potentials. We used molecular dynamics techniques in order to simulate fragmentation processes that take place in volume constrained systems, free to expand systems, and projectile-target collisions. We characterized the process of fragment formation not only in configurational space but also in phase space. We used, to that end, advance fragment recognition algorithms that search for well correlated structures in q-p space. In the case of constrained systems, for very diluted configurations, clear signals of a first order phase transitions taking place between a liquid-like phase (presence of a big cluster) and a gas-like phase (just light clusters) could be found. In particular, we analyzed the presence of abnormaly large kinetic energy fluctuations, abnormal convexities (loops) in caloric curves, and negative specific heats. We analyzed the microscopic origin of those signals, and explained why they dissapear as the system density is increased. Finally, using information about the microscopic correlations in phase space, we obtained the system phase diagram and characterized its critical behavior. For non-constrained systems we found that a local equilibrium picture, mounted over an expansive collective motion, is best suited to describe the fragmentation scenario. In this case, we studied the caloric curve behavior and the temporal evolution of observables like mass fragment distributions and relative kinetic energy fluctuations. In this way, we could recognize the relationship between large K fluctuations and scale-free asymptotic mass distributions. Finally, we analized two features directly related to collisions as a mechanism to excite finite system. On one hand, we studied the energy deposition process in the target, and calculated the respective caloric curve, finding that it presented the same features as the one corresponding to the non-constrained case. On the other hand, we introduced a quasi-classical model for the fragment formation process that take place in heavy ion collisions.

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Registro:
Título : Fragmentación de sistemas finitos     =    Finite systems fragmentation
Autor : Chernomoretz, Ariel
Director : Dorso, C.O.
Año : 2002
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Física
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Físicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3498_Chernomoretz
Idioma : Español
Area Temática : 
Palabras claves : FRAGMENTACION; SISTEMAS FINITOS; COLISIONES DE IONES PESADOS; TRANSICIONES DE FASE; FENOMENOS CRITICOS; FISICA COMPUTACIONAL; DINAMICA MOLECULAR; FRAGMENTACION; FINITE SYSTEMS; HEAVY ION COLLISIONS; PHASE TRANSITIONS; CRITICAL PHENOMENA; COMPUTER PHYSICS; MOLECULAR DYNAMICS
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