En un artículo reciente publicado en Cartas de revisión física , Los investigadores del grupo de nanomagnetismo de nanoGUNE informaron sobre anomalías hasta ahora desconocidas cerca de las transiciones de fase dinámica (DPT). Tales anomalías no existen en las correspondientes transiciones de fase termodinámica (TPT), y, por lo tanto, constituyen una clara diferencia entre las DPT y las TPT, a pesar de que su equivalencia fue el resultado clave de más de dos décadas de investigación de muchos grupos en todo el mundo.

El estudio del comportamiento dinámico y la formación de patrones cinéticos en sistemas que interactúan es importante en áreas tan diversas como la emisión láser, la formación de dunas de arena o la actividad cerebral. Correspondientemente, el estudio de los fenómenos dinámicos no equilibrados es de suma importancia, y su comprensión detallada se basa fundamentalmente en modelos apropiados. Uno de estos modelos es el modelo cinético de Ising (kIM) ampliamente utilizado, que pueden exhibir tipos cualitativamente diferentes de comportamiento dinámico, incluidas las transiciones de fase dinámicas, a pesar de su sencillez. Después de más de dos décadas de investigación utilizando el kIM, surgió el consenso de que las propiedades de las DPT son realmente análogas a las de las TPT. El nuevo trabajo del equipo nanoGUNE, sin embargo, reveló que estas similitudes entre las transiciones de fase dinámica y termodinámica son mucho más limitadas de lo que se pensaba anteriormente.

Asombrosamente, el trabajo recientemente publicado informó que las desviaciones más significativas ocurren cuando la dinámica es lenta. Esto es inesperado porque generalmente se entiende que la dinámica lenta se acerca al comportamiento termodinámico, y la mayoría de los estudios experimentales de propiedades de equilibrio son, De hecho, estudios de dinámica lenta, en el que los parámetros externos se cambian tan lentamente que se puede suponer que el sistema está arbitrariamente cerca de las condiciones de equilibrio termodinámico. Sin embargo, el nuevo trabajo de Riego et al. muestra que los TPT lentos son muy diferentes de los TPT convencionales, mientras que las DPT rápidas exhiben la equivalencia total previamente postulada a las TPT.

Los autores estudiaron a través de experimentos y cálculos el comportamiento detallado de un sistema ferromagnético que imita el kIM al ser sometido a una combinación de un campo magnético oscilatorio de amplitud H0 y período P, y un campo de sesgo constante Hb. Cuando el campo se barre rápido, la magnetización M del sistema no puede seguir la inversión de campo y, por lo tanto, exhibe un valor promedio de ciclo distinto de cero Q =, que es el parámetro de orden del estado dinámico. Q (P, Hb) se ha supuesto que los diagramas de DPT son equivalentes a M (T, H), diagramas para TPT con T y H siendo la temperatura y el campo aplicado respectivamente. Al mismo tiempo, se entendió que los diagramas de susceptibilidad eran idénticos, exhibiendo un solo pico agudo debido a la divergencia de susceptibilidad en el punto crítico. Sin embargo, El estudio detallado de los investigadores de nanoGUNE ahora muestra que existen características adicionales anómalas que ocurren para las DPT en casos de transiciones de fase dinámica lentas que aparecen como bandas laterales de susceptibilidad en el estado paramagnético. y para los que no existe equivalencia en los TPT. Solo para DPT rápidos, la equivalencia a TPT se conserva como se puede ver en la figura.