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La mecánica estadística es la rama de la física que conecta el comportamiento de átomos y moléculas individuales con las propiedades que observamos en nuestra vida diaria, como la temperatura o la presión. En esta sección de Gist.Science, exploramos cómo los científicos utilizan modelos matemáticos para entender fenómenos complejos, desde el magnetismo hasta los nuevos materiales, sin necesidad de descifrar ecuaciones intrincadas.
Cada documento en esta categoría proviene directamente de arXiv, el repositorio líder para preprints científicos. Nuestro equipo procesa cada nuevo envío en esta área, ofreciendo tanto un resumen técnico detallado para expertos como una explicación clara y accesible para cualquier persona interesada en la ciencia. A continuación, encontrará las investigaciones más recientes en mecánica estadística que han sido analizadas y simplificadas para su lectura.
Este estudio desarrolla un marco teórico no markoviano basado en el formalismo de Keldysh para describir la dinámica entrópica de los sistemas vivos, demostrando que la memoria ambiental y las fluctuaciones activas aumentan la producción de entropía y ofrecen una base física microscópica para entender la evolución, el envejecimiento y la muerte biológica.
Este trabajo presenta la solución exacta de la teoría de gauge de red Z2 tridimensional mediante la dualidad con el modelo de Ising, investigando a fondo el origen de los efectos no locales, las estructuras topológicas y las implicaciones físicas y matemáticas de estos sistemas de espines.
Mediante simulaciones de dinámica molecular, este estudio demuestra que el colapso de polímeros presenta un crecimiento de agregados libre de escala con un exponente universal de crecimiento, aunque la relación entre los exponentes dinámicos se desvía en polímeros rígidos debido a cambios en la estructura local de los cúmulos y su dependencia del tamaño respecto a la constante de difusión efectiva.
Este artículo presenta un marco matemático detallado para describir los ensembles estadísticos de sistemas híbridos clásico-cuánticos, demostrando cómo el principio de máxima entropía define un ensemble microcanónico bien comportado para valores continuos de energía y estableciendo su conexión con el ensemble canónico mediante el acoplamiento débil con un reservorio.
Mediante un análisis teórico y simulaciones numéricas, el estudio demuestra que las fluctuaciones de concentración en la difusión líquida libre presentan estadísticas no gaussianas y un sesgo tridimensional no nulo debido al acoplamiento no lineal con las fluctuaciones térmicas de velocidad, desafiando así las predicciones de la teoría macroscópica de fluctuaciones y la ley del límite central.
Este estudio presenta un marco teórico basado en la ecuación generalizada de Langevin para describir la velocidad de difusión de partículas autopropulsadas esféricas y circulares en un fluido térmico bajo un potencial armónico, derivando sus módulos de velocidad interna y simulando su dinámica estocástica.
Este trabajo presenta la solución exacta del modelo de Ising bidimensional con interacciones de segundo vecino, obteniendo su función de partición y magnetización espontánea mediante el análisis de matrices de transferencia y demostrando que el aumento de interacciones o contribuciones topológicas eleva el punto crítico.
Este trabajo propone un modelo de tres estados basado en dinámicas epidémicas e interacciones sociales para analizar la propagación y supresión del racismo en redes complejas, identificando transiciones de fase hacia estados absorbentes y una fase activa donde persiste el contenido racista.
Este artículo analiza el modelo clásico de Kitaev en un campo magnético, revelando la existencia de un régimen de líquido de espín con correlaciones de corto alcance y propiedades termodinámicas específicas, donde la dilución de sitios no altera la magnetización debido a una compensación perfecta.
Este artículo resuelve la aparente contradicción entre los módulos elásticos impares predichos por la respuesta linearia de Kubo en sistemas hamiltonianos y la conservación de la energía, demostrando que la geometría del espacio de perturbaciones de deformación introduce términos de contacto que corrigen la correspondencia entre la fórmula de Kubo y los módulos elásticos.