Skip navigation
Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/41391

Comparte esta pagina

Registro completo de metadatos
Campo DC Valor Lengua/Idioma
dc.contributor.advisorSILVA, Clécio Clemente de Souza-
dc.contributor.authorCORREIA, Matheus Valença-
dc.date.accessioned2021-10-20T17:29:19Z-
dc.date.available2021-10-20T17:29:19Z-
dc.date.issued2021-06-29-
dc.identifier.citationCORREIA, Matheus Valença. Effects of three-body interactions on structural phases of classical twodimensional clusters. 2021. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/41391-
dc.description.abstractWhen a physical system has many interacting constituents, many-body terms will arise in the Hamiltonian, besides the usual two-body interactions. These terms are often ignored in numerical studies due to their high computational cost. However, many-body terms are responsible for important corrections in charged colloidal systems and promote structural changes in clusters of Abrikosov vortices in superconductors. The main goal of this work is to determine the effect the addition of a three-body term has on the properties of two-dimensional clusters of classical interacting particles. In order to understand such effect, we carried out semi-analytical calculations and numerical minimization of the system free energy, using a simulated annealing scheme based on the Langevin dynamics. We considered 𝑁 particles (3 ≤ 𝑁 ≤ 50) confined in a parabolic potential and interacting via a pair potential. We considered three of the most studied pair potentials: logarithmic, Coulomb and Yukawa. The novelty in our study consisted in the addition of a short-ranged Gaussian three-body interaction potential with tunable amplitude. The obtained configurations were compared with the typical case in which the particles interact only via a pair potential. In this last situation, we recover the typical concentric rings of particles, widely found in the literature. With the addition of the three-body interaction, our findings include changes in the ring occupation numbers and the emergence of a first-order like transition associated with the bistability phenomenon due to the competition between the two- and three-body potentials. This transition is accompanied by a sudden cluster compaction, especially in the 𝑁 > 20 range, for all two-body potentials, and a phase separation effect starting around 𝑁 = 40, in which the initial single cluster was divided into smaller ones. These results indicate that the three-body term in the interaction potential of many confined particles can induce dramatic changes in the equilibrium configurations and, therefore, should not be ignored in those particle systems.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPqpt_BR
dc.language.isoengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pernambucopt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectTheoretical and computational physicspt_BR
dc.subjectThree-body interactionspt_BR
dc.subjectClassical clusterspt_BR
dc.subjectCharged colloidspt_BR
dc.titleEffects of three-body interactions on structural phases of classical twodimensional clusterpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7163730778616017pt_BR
dc.publisher.initialsUFPEpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.degree.levelmestradopt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8076432608646837pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pos Graduacao em Fisicapt_BR
dc.description.abstractxSistemas físicos com um grande número de componentes podem apresentar, além das interações usuais de dois corpos, contribuições de três, quatro ou mais corpos no Hamiltoniano. Frequentemente, esses termos de muitos corpos são ignorados em estudos numéricos devido ao alto custo de processamento que normalmente acarretam. No entanto, termos de muitos corpos são responsáveis por diversas correções de interesse em colóides carregados e também pela modificação estrutural de aglomerados de vórtices de Abrikosov em supercondutores. O objetivo deste trabalho é determinar o efeito do termo de três corpos nas propriedades de aglomerados bidimensionais de partículas clássicas interagentes. Para isso, realizamos estudos semi-analíticos e a minimização numérica da energia livre do sistema, utilizando um procedimento de recozimento (annealing) simulado baseado na dinâmica de Langevin. Foram consideradas 𝑁 partículas (3 ≤ 𝑁 ≤ 50) confinadas em um potencial parabólico e interagindo repulsivamente por meio de um potencial repulsivo de dois corpos. Alguns dos mais estudados potenciais de dois corpos foram considerados: logarítmico, Coulomb e Yukawa. A novidade deste trabalho consistiu em adicionar um potencial atrativo de três corpos Gaussiano de curto alcance, com intensidade variável. Os resultados foram comparados com o caso típico, quando as partículas interagem somente através do potencial de dois corpos. Nessa condição, obtivemos os típicos arranjos de partículas em anéis concêntricos, já amplamente registrados pela literatura. Com a adição da interação de três corpos, nossos achados incluíram a modificação dos números de ocupação dos anéis e o surgimento de uma transição do tipo primeira ordem associado ao fenômeno de biestabilidade devido à competição entre os potenciais de dois e três corpos. Essa transição foi acompanhada por uma abrupta compactação do sistema, especialmente para 𝑁 > 20, em todos os potenciais de dois corpos, e um efeito de separação de fase a partir de 𝑁 = 40, em que o aglomerado único foi dividido em outros menores. Esses resultados mostram que o termo de três corpos no potencial de interação de muitas partículas confinadas pode produzir mudanças dramáticas nas configurações de equilíbrio. Portanto, trata-se de contribuição que não deve ser ignorada nesses sistemas de partículas.pt_BR
Aparece en las colecciones: Dissertações de Mestrado - Física

Ficheros en este ítem:
Fichero Descripción Tamaño Formato  
DISSERTAÇÃO Matheus Valença Correia.pdf10,69 MBAdobe PDFVista previa
Visualizar/Abrir


Este ítem está protegido por copyright original



Este ítem está sujeto a una licencia Creative Commons Licencia Creative Commons Creative Commons