Simulações computacionais de modelos microscópicos para cristais líquidos nemáticos biaxiais
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-18092025-133034/ |
Resumo: | Neste trabalho, foi utilizado o modelo de cristais líquidos nemáticos descrito por (Nascimento et al. 2015), baseado no modelo de Maier-Saupe com discretização de Zwanzig, que considera apenas seis estados possíveis. Por meio da dinâmica do algoritmo de Metrópolis, buscou-se determinar quantitativamente a natureza das transições previstas pelo modelo de campo médio, bem como identificar os pontos de transição para diferentes valores do parâmetro de biaxialidade . O modelo tridimensional apresenta uma transição de primeira ordem entre as fases isotrópica e nemática uniaxial, além de uma transição de segunda ordem entre as fases uniaxial e biaxial. As transições de fase de primeira ordem foram confirmadas pelo método de Lee e Kosterlitz, e as temperaturas críticas foram estimadas a partir de quatro critérios: número de fases (NF), razão de pesos (RP), máximo do calor específico (MCE) e máximo da susceptibilidade (MS). Para as transições contínuas, utilizou-se o cumulante de Binder para determinar a temperatura crítica e, posteriormente, confirmar a classe de universalidade por meio do colapso de dados com os expoentes do modelo de Ising 3D. O ponto multicrítico foi confirmado em = 1, com expoentes críticos = 0,66(12), = 0,30(4) e = 1,42(40). |
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Simulações computacionais de modelos microscópicos para cristais líquidos nemáticos biaxiaisComputer simulations of microscopic models for biaxial nematic liquid crystalsCristais líquidos nemáticosfases biaxiais.Monte Carlo simulationNematic liquid crystalsphase transitions, biaxial phasessimulações de Monte Carlotransições de faseNeste trabalho, foi utilizado o modelo de cristais líquidos nemáticos descrito por (Nascimento et al. 2015), baseado no modelo de Maier-Saupe com discretização de Zwanzig, que considera apenas seis estados possíveis. Por meio da dinâmica do algoritmo de Metrópolis, buscou-se determinar quantitativamente a natureza das transições previstas pelo modelo de campo médio, bem como identificar os pontos de transição para diferentes valores do parâmetro de biaxialidade . O modelo tridimensional apresenta uma transição de primeira ordem entre as fases isotrópica e nemática uniaxial, além de uma transição de segunda ordem entre as fases uniaxial e biaxial. As transições de fase de primeira ordem foram confirmadas pelo método de Lee e Kosterlitz, e as temperaturas críticas foram estimadas a partir de quatro critérios: número de fases (NF), razão de pesos (RP), máximo do calor específico (MCE) e máximo da susceptibilidade (MS). Para as transições contínuas, utilizou-se o cumulante de Binder para determinar a temperatura crítica e, posteriormente, confirmar a classe de universalidade por meio do colapso de dados com os expoentes do modelo de Ising 3D. O ponto multicrítico foi confirmado em = 1, com expoentes críticos = 0,66(12), = 0,30(4) e = 1,42(40).In this work, the nematic liquid crystal model described by (Nascimento et al. 2015) was employed, based on the Maier-Saupe model with Zwanzig discretization, which considers only six possible states. Using the Metropolis algorithm dynamics, the nature of the transitions predicted by the mean-field model was quantitatively determined, as well as the transition points for different values of the biaxiality parameter . The three-dimensional model exhibits a first-order transition between the isotropic and uniaxial nematic phases, and a second-order transition between the uniaxial and biaxial phases. First-order phase transitions were confirmed by the Lee and Kosterlitz method, and the critical temperatures were estimated using four criteria: number of phases (NF), weight ratio (RP), maximum specific heat (MCE), and maximum susceptibility (MS). For continuous transitions, the Binder cumulant was used to determine the critical temperature and subsequently confirm the universality class through data collapse with the exponents of the 3D Ising model. The multicritical point at = 1 was confirmed, with estimated critical exponents = 0,66(12), = 0,30(4) and = 1,42(40).Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPVieira, Andre de PinhoRosinelli Junior, Renne Rodrigues2025-09-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-18092025-133034/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-09-18T20:40:02Zoai:teses.usp.br:tde-18092025-133034Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-09-18T20:40:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Neste trabalho, foi utilizado o modelo de cristais líquidos nemáticos descrito por (Nascimento et al. 2015), baseado no modelo de Maier-Saupe com discretização de Zwanzig, que considera apenas seis estados possíveis. Por meio da dinâmica do algoritmo de Metrópolis, buscou-se determinar quantitativamente a natureza das transições previstas pelo modelo de campo médio, bem como identificar os pontos de transição para diferentes valores do parâmetro de biaxialidade . O modelo tridimensional apresenta uma transição de primeira ordem entre as fases isotrópica e nemática uniaxial, além de uma transição de segunda ordem entre as fases uniaxial e biaxial. As transições de fase de primeira ordem foram confirmadas pelo método de Lee e Kosterlitz, e as temperaturas críticas foram estimadas a partir de quatro critérios: número de fases (NF), razão de pesos (RP), máximo do calor específico (MCE) e máximo da susceptibilidade (MS). Para as transições contínuas, utilizou-se o cumulante de Binder para determinar a temperatura crítica e, posteriormente, confirmar a classe de universalidade por meio do colapso de dados com os expoentes do modelo de Ising 3D. O ponto multicrítico foi confirmado em = 1, com expoentes críticos = 0,66(12), = 0,30(4) e = 1,42(40). |
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