Phase transitions of granular disks with a magnetic dipole

• Autores: P. Coutiño, N. Ibarra-Ávalos, A. Gil-Villegas
• Localización: Revista Mexicana de Física, ISSN-e 0035-001X, Vol. 56, Nº. 6, 2010, págs. 435-440
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Presetamos un experimento simple para estudiar transiciones de fase de sistemas granulares compuestos de discos con un dipolo magnético. Las partículas están contenidas en un recipiente cilíndrico y son excitadas por medio de campos magnéticos alternos. La configuración inicial de este sistema es una fase isotrópica de baja densidad. Al incrementar la densidad se alcanza un valor crítico y el sistema comienza a organizarse en columnas. A densidades mayores se observa un estado ordenado con patrones de orden columnar. El arreglo experimental es muy fácil de implementar, utilizando instalaciones típicas de laboratorios de enseñanza media superior y superior. El experimento se puede utilizar, combinado con resultados de simulación computacional, para introducir el tema de transiciones de fase en materiales complejos.

  • English

    We present a simple experiment to study phase transitions of a granular system composed of disk with a magnetic dipole. The particles are contained within a cylindrical container and are excited through alternating magnetic fields. The initial configuration of this system is a low-density isotropic phase. By increasing the density, a critical value is reached and the system stars to organize into columns. At higher densities an ordered state is obtained where structural columnar patterns are formed. The set up of the experimental device is very easy to implement, using standard high-school and udergraduate physics laboratory facilities. The experiment can be used, combined with computer simulations, to introduce the subject of phase transitions in complex materials.