Modelagem de movimentos coletivos de matéria ativa

• Autor(a) principal: Teixeira, Emanuel Fortes
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/181035
• topic: Mecânica estatística; Animóides; Modelo de Vicsek

O estudo do movimento coletivo de matéria ativa vêm sendo pauta nos ultimos anos por uma extensa comunidade de físicos teóricos e experimentais, devido a rica fenomenologia que apresenta. Revoadas de p assaros, cardumes de peixes, enxames de insetos, rebanhos de mamíferos são todos exemplos de sistemas de matéria ativa observados na natureza, os quais possuem a característica individual de serem auto-propelentes. Estudos mostraram que certas transições, de uma configuração desordenada para ordenada, ocorrem em tais sistemas devido ao fato de existir uma tendência de alinhamento entre os mais próximos (vizinhos). A partir das observações a respeito da tendência de alinhamento que existe entre vizinhos e do movimento persistente individual, foram revisados neste trabalho modelos numéricos mínimos conhecidos para movimento coletivo de matéria ativa, os quais levam em conta essas propriedades. Inicialmente, analisamos o caso onde as entidades ativas são partículas puntuais. Transições contínuas e descontínuas foram observadas, as quais dependem da forma do ruído estocastico que o sistema está sujeito e do tamanho do sistema. Nas simulações numéricas realizadas, observa-se que sistemas ativos podem se alinhar a um campo externo dependendo da intensidade do ruído estocastico, o qual também foi observado em estudos iniciais de matéria ativa. Além disso, considerou-se a possibilidade de existir em certos sistemas de matéria ativa, um volume de exclusão e uma interação de curto alcance, tipo harmônica, entre os constituintes do sistema. Assim, simulações foram realizadas, levando em conta essa nova propriedade, identificando-se que o sistema apresenta, além das fases movente (movimento ordenado) e não-movente (movimento desordenado) do caso anterior, fases sólida, gasosa e l quida, como tamb em observado em trabalhos anteriores. Por m, mostrou-se que um agregado (fase s olida) não movente, sob certas circunstâncias, pode interagir com um campo externo e passar a se mover na direção desse campo.