Estados anómalos en sistemas de dipolos eléctricos independientes e interactuantes

Abstract

En este trabajo se estudia de manera detallada, la dinámica de dipolos eléctricos con y sin interacciones y diferentes condiciones iniciales. Comenzamos estudiando el sistema en la aproximación del dipolo independiente. Para ello, a partir de la formulación Lagrangiana del sistema y sus ecuaciones de movimiento, se estudia el movimiento en coordenadas del centro de masa y de la variable relativa de dos cargas iguales y opuestas en un campo magnético externo. Su solución se expresa en términos de las funciones de Jacobi. En el problema se identi can dos constantes de movimiento, la energía E y el pseudomomentum ⃗C , cuya relación entre ambas sugiere la existencia de una clase de estados anómalos llamados estados atrapados que corresponden a una conjetura, introducida en un trabajo previo y se relaciona con trayectorias cerradas del centro de masa con mayor energía que los estados ligados. Seguidamente se estudia el caso de N dipolos interactuantes; para ello se propone un modelo HMF (Hamiltonian Mean Field) que modi camos para considerar las interacciones dipolares. Mediante la técnica de simulación de dinámica molecular se resuelven numéricamente las ecuaciones de movimiento. Por ser un sistema con interacciones de largo alcance surge otra clase de estados anómalos: los estados cuasi-estacionarios, esto es, Quasi-Stationary-States (QSS). Estos estados son encontrados fuera del equilibrio para ciertas condiciones iniciales llamadas water-bag (WBIC) y corresponden a un equilibrio aparente previo al equilibrio. De la simulaci ón computacional en el conjunto microcanónico, encontramos dos QSS fuera del equilibrio y caracterizamos el de mayor duración mediante la evolución del sistema en el espacio de fases. Asimismo hemos determinado que la distribución de velocidades en el QSS no corresponde a una función Gaussiana, mientras que en el equilibrio si lo es.Más...