GRUPO DE FÍSICA NO LINEAL Departamentos: Física Aplicada I (5) FAMN (2)Laboratorio RX US (1)
Juan FR Archilla (Responsable)
Jornadas de presentación de las líneas de investigación para los alumnos de cuarto curso. Facultad de Física, Universidad de Sevilla24 y 25 de octubre de 2017.
Excitaciones localizadas-Breathers-Solitones-Kinks, crowdions
-Polarobreathers o solelectrones
GRUPO DE FÍSICA NO LINEAL (GFNL)
Física Atómica, Molecular y NuclearFransciso Romero Romero(Responsable de 1997-2017)
Azuzena Alvarez Chilllida
Física Aplicada IJuan F.R. Archilla (Responsable) Faustino Palmero Acebedo Jesús Cuevas MaraverBernardo Sánchez Rey
Francisco Vega Nárvaez (Divulgación)
Francis Michael Russell (Rutherford Laboratory, UK, colaborador)
Laboratorio de RX de la USSantiago Medina Carrasco
José María Romero Romero (Biofísica, Enseñanza Media)
GRUPO DE FÍSICA NO LINEAL (GFNL)
Francisco R Romero, Juan FR Archilla, , Faustino Palmero, Bernardo Sánchez-ReyAzucena Alvarez, José María Romero, Jesús Cuevas and Mike Russell
NUEVOS MIEMBROS DEL GRUPO DE FÍSICA NO LINEAL (GFNL)
Santiago Medina CarrascoDr. Ciencia de MaterialesEspecialista en RX
Francisco Vega: Teatro: Científicas, pasado, presente y futuro
Breather discreto obtenido con MD en Ge
. Encontrado por M. Klopov y V. Hizhnyakov usando LAMMPS
Breather discreto obtenido con MD en Ge
. Encontrado por M. Klopov y V. Hizhnyakov usando LAMMPS
Corte: breather discreto obtenido con MD en Ge. F=1.25 THz
.
Corte: breather discreto obtenido con MD en Ge. F=1.25 THz
.
Espectro de Fourier del breather en MD en Ge
.
Densidad de estados del germanio
.
Frecuencia del breather en Ge
Archilla et al, Physica D (2015)
¿Qué es un breather discreto?
.
-Vibración localizada en un medio periódico
-Dos principales características:-Localización-Vibración no lineal (algunos armónicos)-Frecuencia bien definida fuera del
espectro de fonones.-En muchos sistemas se mueven.-Energías típicas: 0.5-5 eV
¿Hay otros tipos de excitaciones localizadas?
.
Sí:-Solitones-kinks -Crowdions (cascada de reemplazamiento)-Solelectrones y polaro-breathers-Otros: magnéticos, spin
ILMs: Intrinsic Localized Modes
.
Quodons in silicatos laminares
13
Partícula nuclear en una cámara de niebla
. 45x45cm imagen obtenida en el Pic du Midi at 2877m con un Phywe
PJ45, (2014)
.
15
15
Trazas de positrones en mica
• Traza de un positrón producido por desintegración de K40 con 0.5 MeV.
• 3 desintegraciones por segundo por cm3
• Las trazas son oxidos de Fe, magnetita
F.M. Russell, Phys. Lett. B 25, 298 (1967); Nature 216, 907 (1967); Nature
217, 51 (1967); Phys. Lett. A 130, 489 (1988); Nucl. Tracks. Rad. Meas. 15,
41 (1988).... Review: FM Russell, Tracks in Mica, 50 years later. In Quodons
in Mica, JFR Archilla et al, eds, Springer (2015)
. 16
Filas de iones en las laminas de K+
K+
.
Quodons (breathers): excitaciones cuasi mono-dimensionales en la red cristalina de la mica moscovita
Trazas: magnetita Fe3O4
Causas• 0.1% Partículas elementales
•muones: tras interacción con neutrinos• Positrones: desintegración de 40K
• 99.9% la mayoría en las direcciones de alto empaquetamiento de la red cristalina
Vibraciones anarmónicas localizadas
18
Evidencia experimental de excitaciones
móviles no lineales en mica moscovita
Las trayectorias son a lo
largo de las direcciones de
la red dentro de las láminas
de K+
La energía de ligadura con
la superficie de los átomos
expulsados es
desconocida:
Valores típicos 3-8 eV
Russell, F.M., Eilbeck, J.C. (2007). Evidence for moving breathers in a
layered crystal insulator at 300K. Europhysics Letters 78 (2007) 10004
19
Hipótesis: los breathers en la mica moscovita
transportan carga eléctrica positiva (2015)
Las trazas fósiles de positrones y de excitaciones de la red son
similares
Casi el 100% de la desintegración beta del K40 deja una carga
positiva
Russell, arXiv:1503.03185(2015)
Archilla, Russell, Letters on Materials (2016)
20
Descripción de un experimento para
comprobar el transporte
de carga positiva en mica moscovita por
excitaciones no lineales de la red (2017)
21
Comprobación de la composición y
estructura de la mica moscovita
(fluorescencia RX)
22
Equipo Bruker Vantec 500 con detector de área para
(difraccion de RX en 2D)
23
Comprobación de la orientación del cristal y
características del monocristal (2D difraccion de RX)
24
Medida de la corriente eléctrica en la mica
moscovita estimulada por partículas alpha
25
Aparición de picos de intensidad (pA) al
incidir las partículas alpha, tendiendo a fA
26
Conclusiones
-Excitaciones localizadas
estimuladas por partículas alpha
se propagan en los planos de un
silicato laminar
-Estas excitaciones atrapan y
transportan carga eléctrica
producida en la desintegración
beta del K40 que se encuentra
en las láminas de K+.
-El rango de propagación es
macroscópico
Infinite charge mobility in muscovite at 300K
Russell, Archilla, Frutos, Medina-Carrasco, submitted
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