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Un nuevo hallazgo físico avanza en la comprensión de la dinámica de las transiciones de fase

Los resultados de la investigación, en la que participa el CSIC, son aplicables a la cosmología, la física de altas energías, la mecánica estadística o los sistemas de la materia condensada

by Nota de Prensa
jueves, 24-agosto-2023
Un nuevo hallazgo físico avanza en la comprensión de la dinámica de las transiciones de fase
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Un estudio internacional con participación del Consejo Superior de Investigaciones científicas (CSIC) ha caracterizado por primera vez, desde el punto de vista experimental y teórico, la formación de dominios tipo Ising (los tipos de orden fundamentales y más populares tanto en la física de la materia condensada teórica como experimental) en materiales que tienen una transición de fase continua (procesos físicos de cambio entre dos estados bien determinados, por ejemplo la polarización arriba o abajo). Los resultados de la investigación son aplicables a un amplio espectro de sistemas físicos, como la cosmología, la física de altas energías, la mecánica estadística o los sistemas de la materia condensada. El trabajo se publica en la revista Nature Physics.

Las transiciones de fase y fenómenos relacionados, que han atraído el interés de la comunidad científica durante décadas, han sido caracterizadas en profundidad en situaciones de equilibrio. Así, se sabe que, en la proximidad del punto crítico de una transición de fase continua, la longitud de correlación y el tiempo de correlación divergen siguiendo una ley de potencias universal. “Fuera de equilibrio, la descripción de la dinámica a través de una transición de fase supone un desafío fascinante, al involucrar estados de la materia caracterizados por distintas simetrías” señala Fernando Gómez-Ruiz, investigador del CSIC en el Instituto de Física Fundamental (IFF-CSIC).

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Tras examinar dos tipos de dominios estructurales tridimensionales, los resultados del trabajo validan, por un lado, el KZM para los dominios de Ising en sistemas de materia condensada y, por otro, arrojan luz sobre el comportamiento de estos dominios en relación con el KZM. Adicionalmente, la investigación abre una nueva puerta al estudio de nuevos materiales que puedan contener dominios magnéticos tipo Ising.

“Este trabajo abre nuevos campos de estudio en la física. No solo mejora nuestra comprensión de la dinámica de las transiciones de fase, sino que también abre nuevas vías de exploración a fenómenos tan dispares como la evolución del universo primitivo, la polarización eléctrica y la magnetización en materiales. Ahora los llevamos al laboratorio y los mapeamos en un trozo de material de estado sólido, desde el nacimiento del Mecanismo de Kibble-Zurek los laboratorios de materia condensada se han convertido en bancos de pruebas de teorías que funcionarían a nivel cosmológico”, apunta Gómez-Ruiz.

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