Universalidad compartida entre fenómenos críticos
Incluso para el sistema más simple, los científicos no pueden realizar predicciones de todas las cantidades relevantes utilizando modelos microscópicos realistas. De los modelos que se pueden resolver mediante métodos matemáticos exactos, la mayoría realizan las mismas predicciones sobre el comportamiento del sistema cerca de la transición de fase que un modelo de campo medio. Cerca del punto crítico, los observables parecen no depender de los detalles de las interacciones intermoleculares sino del alcance de las interacciones y la dimensionalidad espacial. Esta observación fue el punto de inicio del proyecto RAVEN (Research into various exact and numerical aspects of critical phenomena), financiado por la Unión Europea. Los modelos más realistas y, por consiguiente, más complejos de la mecánica estadística se pueden abordar mediante métodos aproximados y esto da lugar a predicciones teóricas que no se ajustan a las mediciones experimentales. El equipo de RAVEN se centró en modelos 2D porque se pueden manejar mediante métodos analíticos y numéricos. Los científicos del proyecto resolvieron con éxito por primera vez el modelo 2D de Ising de materiales ferromagnéticos con condiciones de frontera en espiral. El modelo específico es uno de los mejor estudiados de la mecánica estadística. En el pasado, las razones entre amplitudes se habían estimado mediante correcciones de tamaño finito del modelo con condiciones de fronteras libres y fijas. Se observó que el nuevo conjunto de razones de amplitud es universal. Además, este comportamiento universal se verificó mediante la teoría de campos conformes. Los científicos también confirmaron las predicciones de la teoría de campos conformes para un dímero anisótropo y un modelo en árbol en expansión con condiciones de frontera clíndrica y libre. Sin embargo, también se estudiaron modelos 3D más complejos. Los científicos de RAVEN establecieron el número de estados llamados invisibles que se deben añadir al modelo de Potts ferromagnético generalizado con el fin de cambiar sus transiciones de fase de continuas a transiciones de primer orden. Los numerosos resultados fascinantes del proyecto RAVEN se han descrito con detalle en diecisiete publicaciones en revistas de renombre sometidas a revisión, como Europhysics Letters y Physical Review. Los científicos también aceptaron invitaciones para presentarlos en congresos internacionales. El interés en los fenómenos críticos no se limita, de ningún modo, a los sistemas físicos. Se espera que los resultados del proyecto RAVEN contribuyan a profundizar nuestros conocimientos de cómo todo depende de todo lo demás en muchas disciplinas aparte de la física.
Palabras clave
Fenómenos críticos, transición de fase, sistemas físicos, modelos microscópicos, materiales ferromagnéticos, modelo de Ising
