Μελέτη του ρόλου της εντροπίας στον αυθόρμητο σχηματισμό χειρόμορφων μοτίβων στις δύο διαστάσεις από αυτο-οργάνωση μη-χειρόμορφων σωματιδίων
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 κρυστα...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2016
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/9199 |
| id |
nemertes-10889-9199 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Εντροπία Χειρομορφία Δύο διαστάσεις Αυτο-οργάνωση Θερμοδυναμική Στατιστική μηχανική Υπολογιστική φυσική Τριγωνικό Τρίγωνο Entropy Chirality Two dimensions Self-organization Thermodynamics Statistical mechanics Computational physics Monte Carlo Triangular Triangle 536.73 |
| spellingShingle |
Εντροπία Χειρομορφία Δύο διαστάσεις Αυτο-οργάνωση Θερμοδυναμική Στατιστική μηχανική Υπολογιστική φυσική Τριγωνικό Τρίγωνο Entropy Chirality Two dimensions Self-organization Thermodynamics Statistical mechanics Computational physics Monte Carlo Triangular Triangle 536.73 Πρίφτης, Φώτης Μελέτη του ρόλου της εντροπίας στον αυθόρμητο σχηματισμό χειρόμορφων μοτίβων στις δύο διαστάσεις από αυτο-οργάνωση μη-χειρόμορφων σωματιδίων |
| description |
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. |
| author2 |
Βανακάρας, Αλέξανδρος |
| author_facet |
Βανακάρας, Αλέξανδρος Πρίφτης, Φώτης |
| format |
Thesis |
| author |
Πρίφτης, Φώτης |
| author_sort |
Πρίφτης, Φώτης |
| title |
Μελέτη του ρόλου της εντροπίας στον αυθόρμητο σχηματισμό χειρόμορφων μοτίβων στις δύο διαστάσεις από αυτο-οργάνωση μη-χειρόμορφων σωματιδίων |
| title_short |
Μελέτη του ρόλου της εντροπίας στον αυθόρμητο σχηματισμό χειρόμορφων μοτίβων στις δύο διαστάσεις από αυτο-οργάνωση μη-χειρόμορφων σωματιδίων |
| title_full |
Μελέτη του ρόλου της εντροπίας στον αυθόρμητο σχηματισμό χειρόμορφων μοτίβων στις δύο διαστάσεις από αυτο-οργάνωση μη-χειρόμορφων σωματιδίων |
| title_fullStr |
Μελέτη του ρόλου της εντροπίας στον αυθόρμητο σχηματισμό χειρόμορφων μοτίβων στις δύο διαστάσεις από αυτο-οργάνωση μη-χειρόμορφων σωματιδίων |
| title_full_unstemmed |
Μελέτη του ρόλου της εντροπίας στον αυθόρμητο σχηματισμό χειρόμορφων μοτίβων στις δύο διαστάσεις από αυτο-οργάνωση μη-χειρόμορφων σωματιδίων |
| title_sort |
μελέτη του ρόλου της εντροπίας στον αυθόρμητο σχηματισμό χειρόμορφων μοτίβων στις δύο διαστάσεις από αυτο-οργάνωση μη-χειρόμορφων σωματιδίων |
| publishDate |
2016 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/9199 |
| work_keys_str_mv |
AT priphtēsphōtēs meletētouroloutēsentropiasstonauthormētoschēmatismocheiromorphōnmotibōnstisdyodiastaseisapoautoorganōsēmēcheiromorphōnsōmatidiōn AT priphtēsphōtēs studyoftheroleofentropyintheformationofchiralpattersintwodimensionsfromtheselforganizationofachiralparticles |
| _version_ |
1771297278305239040 |
| spelling |
nemertes-10889-91992022-09-05T20:26:01Z Μελέτη του ρόλου της εντροπίας στον αυθόρμητο σχηματισμό χειρόμορφων μοτίβων στις δύο διαστάσεις από αυτο-οργάνωση μη-χειρόμορφων σωματιδίων Study of the role of entropy in the formation of chiral patters in two dimensions from the self-organization of achiral particles Πρίφτης, Φώτης Βανακάρας, Αλέξανδρος Βανακάρας, Αλέξανδρος Γεωργακίλας, Βασίλειος Κούτσελας, Ιωάννης Priftis, Fotis Εντροπία Χειρομορφία Δύο διαστάσεις Αυτο-οργάνωση Θερμοδυναμική Στατιστική μηχανική Υπολογιστική φυσική Τριγωνικό Τρίγωνο Entropy Chirality Two dimensions Self-organization Thermodynamics Statistical mechanics Computational physics Monte Carlo Triangular Triangle 536.73 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. In this work we study, by means of constant pressure Monte Carlo computational experiments, the role of entropy in the self-organization of hard triangular shaped particles, in two dimensions. The system exhibits a plethora of phases. Besides the isotropic and the crystal phase, it exhibits also a liquid crystalline phase. The later possesses quasi-long-range six-fold orientational order, yet only short-range positional order. Lastly, and the one we focus on, it exhibits a phase where the system orders itself through chiral configurations (despite the achiral nature of the particles). For the study of the orientational/positional correlations in the various phases of the system, we introduce appropriate correlation functions that allow the study of the structure of the studied systems both locally and on the macroscopic level. Also, we calculate functions that act as the order parameters of the system which help us find any chiral behavior and where it is occurring. Our findings are in agreement with recent experiments. [K. Zhao, R. Bruinsma, and T. G. Mason, Nature Communications. 3, 801 (2012)] [30]. The first chapter of this thesis is dedicated in the explanation of chirality and its importance. We are doing a short historic overview, how the term chirality came to be, how it evolved through the years and who were the people responsible for this evolution. Lastly, we mention the importance of chirality outside of physics. Next, follows the theoretical background (chapters 2, 3) in which we introduce the statistical-mechanical framework used in this work and the basic steps and the tools for the development of molecular simulations with the Monte Carlo method. In chapter 4 we present and discuss our results on the hard triangle systems and compare them with the available experimental data. 2016-03-03T08:45:27Z 2016-03-03T08:45:27Z 2015-11-10 Thesis http://hdl.handle.net/10889/9199 gr 0 application/pdf |
