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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Estudo computacional estático e dinâmico do modelo clássico de Heisenberg ferromagnético isotrópico
Authors: Alexandre de Aquino Soares
First Advisor: Bismarck Vaz da Costa
First Referee: Jafferson Kamphorst Leal da Silva
Second Referee: Lucas Alvares da Silva Mól
Third Referee: Joao Antonio Plascak
Abstract: Estudamos a energia, a magnetização e cumulantes na região de transição de fase do modelo de Heisenberg tridimensional isotrópico por Monte Carlo, usando o algoritmo de Metropolis. Na temperatura crítica Tc implementamos os algoritmos vetorizados de Metropolis, Metropolis hibridizado com Super-relaxação e de Wolff segundo a prescrição de Chen et al. (4). Escolhemos Metropolis:Super-relaxação 1:4 por ser o de maior número de medidas independentes por segundo. Implementamos a técnica de multi-histogramas otimizada de Bereau e Swendsen (13) para esse estudo. Obtivemos por escala de tamanho finito os expoentes críticos  = -0,0307 ± 0, 0060, = 0,3499 ± 0,0076, = 1,3880 ± 0,0060 e = 0,6903 ± 0,0034, o inverso da temperatura crítica Kc = 0,69314 ± 0,00032, os parâmetros críticos do calor específico c¥= -16,9 ± 2,3 e C(0) = 22,7 ± 2,8, e o parâmetro universal U4B = 0,62178 ± 0,00049 por meio de uma estratégia envolvendo o uso de jackknife para minimizar o vício. Os expoentes concordaram com determinações experimentais, teóricas e simulacionais. Examinamos também as autocorrelações temporais de energia e de spin em redes unidimensionais (um sistema exato unidimensional L = 4 e um caótico L = 18), obtidas pelos métodos Runge-Kutta, Preditor-Corretor, Suzuki-Trotter e Forest-Ruth otimizado, todos de quarta ordem. Verificamos que o uso de precisão quádrupla, com passos da ordem de 1E-6, amostras da ordem de N = 1E6 e cadeias de spin longas pode ser suficiente para elucidar se esta difusão de spins é anômala ou não. As diferentes implementações dos algoritmos podem corresponder a diferentes operadores temporais no caso caótico
Abstract: We studied the energy, the magnetization and cumulants of the three-dimesional isotropic Heisenberg model in the phase transition region by using Metropolis algorithm. In order to study the critical temperature we implemented the vectorized Metropolis, hybrid Metropolis and Wolff (the latter one as prescribed by Chen et al (4)). We choseMetropolis:Overrelaxation 1:4 for its fastest independent measurements yield. We implemented Bereau and Swendsen's optimized multi- histogram technique (13) for this study. We obtained through finite size scaling the critical exponents = -0, 0709 +- 0,0099, = 0,3499 +- 0,0076, = 1,3880 +- 0,0060 and = 0,6903 +- 0,0034, the inverse criticaltemperature Kc = 0; 69314 +- 0,00032, and the universal parameter Binder cumulant for an infinite lattice at critical temperature U4B = 0, 62178 +- 0,00049 by means of a strategy involving jackknife to reduce bias. These exponents agree with experimental, theoretical and simulational determinations from literature. We also investigated energy and spin time autocorrelations in unidimensional lattices (an integrable L = 4 system and a non-integrable L = 18 system), by integration with fourth order Runge-Kutta, Predictor-Corrector, Suzuki-Trotter and optimized Forest-Ruth methods. We found that the use of quad precision, an integration step of approximately 10..6, N = 106 sampling, and longspin chains may be sucient to discriminate between an expected and an anomalous spin diffusion. Besides, each algorithm implementation may correspond to a dierent time operator for the non-integrable system.
Subject: Modelo de simulação
Spin isotrópico
Modelo de Heisenberg
Dinamica de spins
Simulação (Computadores)
Transição de fase magnética
Algoritmo de Metropolis
Física
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/IACO-8J3SXV
Issue Date: 4-Mar-2011
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