Title: Μελέτη του ρόλου της εντροπίας στον αυθόρμητο σχηματισμό χειρόμορφων μοτίβων στις δύο διαστάσεις από αυτο-οργάνωση μη-χειρόμορφων σωματιδίων
Authors: Πρίφτης, Φώτης
Abstract: Στην εργασία αυτή μελετάμε τον ρόλο της εντροπίας στην αυτό-οργάνωση ενός συστήματος τριγωνικών σωματιδίων στις δύο διαστάσεις. Η μελέτη του συστήματος γίνεται με υπολογιστική προσομοίωση Monte Carlo στην ισοβαρή συλλογή. Το σύστημα εκδηλώνει μία πληθώρα φάσεων. Εκτός από την ισότροπη και την κρυσταλλική κατάσταση εκδηλώνει και μια ενδιάμεση υγροκρυσταλλική κατάσταση που χαρακτηρίζεται από απουσία κρυσταλλικής δομής αλλά εκδηλώνει μακροσκοπική τάξη ως προς τον προσανατολισμό των σωματιδίων καθώς και μία κατάσταση όπου το σύστημα οργανώνεται σε χειρόμορφες δομές (παρά την μη χειρόμορφη φύση των σωματιδίων) και η οποία είναι και το επίκεντρο της εργασίας. Για την μελέτη της τάξης θέσης και προσανατολισμού στις διαφορετικές φάσεις του συστήματος εισάγουμε κατάλληλες συναρτήσεις μοριακών συσχετίσεων που μας επιτρέπουν να χαρακτηρίσουμε τη μοριακή οργάνωση τόσο σε τοπικό όσο και σε μακροσκοπικό επίπεδο. Ακόμα, υπολογίζουμε ποσότητες που παίζουν τον ρόλο παραμέτρων τάξεως και που βοηθάνε στην εύρεση χειρομορφίας στο σύστημά μας και πότε αυτή προκύπτει. Τα ευρήματα μας είναι σε συμφωνία με πρόσφατα πειράματα [K. Zhao, R. Bruinsma, and T. G. Mason, Nature Communications. 3, 801 (2012)].
Το 1ο κεφάλαιο της εργασίας αφιερώνεται στην επεξήγηση της χειρομορφίας και την σημαντικότητα της. Κάνουμε μία σύντομη ιστορική αναδρομή, πως εξελίχθηκε η χρήση του όρου χειρομορφία και ποιοι συνέβαλαν στην εξέλιξη αυτή. Τέλος αναφερόμαστε στην σημαντικότητα της χειρομορφίας και έξω από τα όρια της φυσικής. Το 2ο και 3ο κεφάλαιο έχουν να κάνουν με το θεωρητικό υπόβαθρο της εργασίας, τόσο από πλευρά στατιστικής μηχανικής όσο και από την πλευρά της υπολογιστικής φυσικής και περιγράφονται έννοιες οι οποίες καθιστούν τα απαραίτητα εργαλεία για την δημιουργία των μοριακών προσομοιώσεων και την ερμηνεία των αποτελεσμάτων. Στο κεφάλαιο 4 ασχολούμαστε εκτεταμένα με το δισδιάστατο σύστημα των τριγωνικών σωματιδίων, παρουσιάζουμε και συζητάμε τα αποτελέσματά μας και τα συγκρίνουμε με τα διαθέσιμα πειραματικά δεδομένα.
↧