შოთა რუსთაველის საქართველოს ეროვნული სამეცნიერო ფონდი

Shota Rustaveli National Science Foundation of Georgia

მეცნიერებისთვის, მომავლისთვის, საქართველოსთვის

საქართველოს განათლების, მეცნიერების, კულტურისა და სპორტის სამინისტრო
EN

წარმატებული პროექტები

დინამიკა და თერმოდინამიკა მაგნიტურ ნანონაწილაკოვან სისტემებში

CNRS PICS (საფრანგეთი) და შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდის ერთობლივი გრანტის ფარგლებში დაფინანსებული პროექტი სახელწოდებით : დინამიკა და თერმოდინამიკა მაგნიტურ ნანონაწილაკოვან სისტემებში.

  • პროექტის ხელმძღვანელი: რამაზ ხომერიკი
  • ძირითადი პერსონალი: ლაშა ტყეშელაშვილი, ელეფთერ ანდრონიკაშვილის სახელობის ფიზიკის ინსტიტუტი, თსუ - მეცნიერ თანამშრომელი.

პროექტის მიმდინარეობის წლინახევრის განმავლობაში, პირველ ყოვლისა ჩვენ დავამთავრეთ შორსქმედი ნანონაწილაკოვანი სისტემების დინამიკური პროცესების კვლევა და ერთობლივი შედეგები გამოვაქვეყნეთ საერთაშორისო ჟურნალში (J. Phys. A: Math. Theor, v. 50, 12LT02. https://doi.org/10.1088/1751-8121/aa5fcf). კერძოდ, ჩვენ შევამოწმეთ როგორ მუშაობს ეფექტური ერთგანზომილებიანი მოდელი. ეს აუცილებელია სამ განზომილებიან სისტემაზე რიცხვითი სიმულაციების ჩატარებისთვის და შედეგების შედარებისთვის ეფექტურ ერთგანზომილებიან მოდელთან და ექსპერიმენტისთვის რეალისტური პარამეტრების შეთავაზებისთვის. ჩვენ შევქმენით რიცხვითი კოდი შორსქმედად ურთიერთქმედი ოსცილატორების ჯაჭვისთვის და სპინური სამგანზომილებიანი სისტემისთვის. ამასთან ერთად, ჩვენ გამოვიკვლიეთ სოლიტონების არსებობისა და გავრცელების შესაძლებლობას ფერმი-პასტა-ულამის არაჰარმონიული ჯაჭვის შორსქმედ ვერსიაში, სადაც წრფივი ურთიერთქმედების წევრში ბმის კონსტანტა ხარისხობრივი კანონით კლებულობს. ჩვენ მივიღეთ ანალიზური მიახლოებითი გამოსახულება კონვერტული მოძრავი სოლიტონისთვის, რომელიც აღიწერება არაწრფივი შრედინგერის განტოლებით. შესაბამისი დისპერსიული თანაფარდობის არაანალიზური თვისებების გამო ჩვენ მოგვიხდა შეშფოთების თეორიის შექმნა სხვაობითი დიფერენციალური ოპერატორების გამოყენებით. ეს გარემოება აგრეთვე კრძალავს სტაბილური გრძელტალღოვანი კინკ-სოლიტონური ამონახსნების არსებობას, რაც მკვეთრად განსხვავდება ახლოქმედი ფერმი-პასტა-ულამის ჯაჭვის შემთხვევისაგან. ჩვენ წარმატებით დავამთხვიეთ ანალიზური შედეგები რიცხვით სიმულაციებს შესაბამის მოდელზე. 

ამჟამად ჩვენ გადასული ვართ შორსქმედი ნანონაწილაკოვანი სისტემების თერმოდინამიკური პროცესების კვლევაზე, ამ მიზნით, გავაკეთეთ რიცხვითი სიმულაციები სამგანზომილებიან დიპოლ-დიპოლური ურთიერთქმედებით ბმულ სპინურ მოდელზე მარტივი კუბური მესერის შემთხვევაში თერმოსტატის არსებობისას (კანონიკური ანსამბლი) და ასევე განვიხილეთ იგივე სისტემის ყოფაქცევა იზოლირებულ (მიკროკანონიკური ანსამბლი) შემთხვევაში. კალორიმეტრული მრუდები აგების პროცესშია და პირველადი შედეგები ცხადად მიუთითებს იმაზე, რომ ანსამბლები არაექვივალენტურია შორსქმედი ურთიერთქმედების შემთხვევაში, დაიკვირვება ტემპერატრურული ნახტომები და უარყოფითი სითბოტევადობა მიკროკანონიკური ანსამბლის განხილვისას. უნდა აღინიშნოს, რომ უარყოფითი სითბოტევადობა აქამდე ლაბორატორიულ სისტემებში დაკვირვებული არ ყოფილა და ჩვენ ვარჩევთ კონკრეტული სისტემის პარამეტრებს ამ ეგზოტიკური ეფექტის ექსპერიმენტალურად დასაკვირვებლად.