Efeitos de assimetrias ou interações de longo alcance no fluxo de calor em cadeias de osciladores
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Antonio Sergio Teixeira Pires
Ronald Dickman
Ronald Dickman
Resumo
No contexto de um antigo e recorrente problema em Física Estatística de Não-Equilíbrio, a saber, o estudo microscópico do fluxo de calor, investigamos os efeitos na condução térmica devido ao acréscimo de estruturas não-homogêneas ou interações de longo alcance em alguns modelos usuais dados por cadeias de osciladores. Mostramos que a presença de tais ingredientes podem alterar consideravelmente o comportamento do fluxo de calor com o tamanho do sistema, revelando novas características não-usuais: por exemplo, a taxa de decaimento do fluxo de calor em função do comprimento do sistema aumenta a partir da adição de uma distribuição crescente de massas em uma cadeia com interações locais; e, em virtude de interações de longo alcance, podemos observar ambos decaimento e crescimento da condutividade térmica em um mesmo sistema variando o comprimento do mesmo. Uma vez que a descrição empregada é baseada em modelos microscópicos genéricos, esperamos que os resultados obtidos possuam alguma validade em materias reais e, portanto, com aplicações práticas na construção de dispositivos utilizados no controle e manipulação do fluxo de calor.
Abstract
Considering an old and recurrent problem of Nonequilibrium Statistical Physics, namely, the microscopic study of the heat flow, we investigate the effects on the heat conduction due the addition of graded structures or long range interactions in some usual models given by chains of oscillators. We show that the presence of these ingredients may considerably change the behavior of the heat flow with the system size, leading to new and unusual features: for example, the decay rate of the heat flow with the system length is increased in the presence of growing graded masses in a chain with local interactions; and with long range interparticle interactions, we can observe the decay and growth of thermal conductivity in the same system with changes in the length. Since our description is based on generic microscopic models, we expect to have results with some validity in real materials, and so, with practical application in the building of devices used to control and manipulate the heat flow.
Assunto
Condutividade térmica, Cadeia de osciladores, Dinâmica no caso harmônico
Palavras-chave
modelos microscópios, cadeia de osciladores, dinâmica no caso harmônico, Física