stringtranslate.com

Hiperuniformidad

La hiperuniformidad se define por la escala de la varianza del número de puntos que se encuentran dentro de un disco de radio R. Para el gas ideal (izquierda), esta varianza escala como el área del disco. Para un sistema hiperuniforme (centro), escala más lentamente que el área del disco. [1] Por ejemplo, para un cristal (derecha), escala como la longitud límite del disco; adaptado de la Figura 1 de la Ref. [2]

Los materiales hiperuniformes se caracterizan por una supresión anómala de las fluctuaciones de densidad a gran escala. Más precisamente, la desaparición de las fluctuaciones de densidad en el límite de longitud de onda larga (como en el caso de los cristales ) distingue a los sistemas hiperuniformes de los gases , líquidos o sólidos amorfos típicos . [1] [2] Entre los ejemplos de hiperuniformidad se incluyen todos los cristales perfectos , [1] los cuasicristales perfectos , [3] [4] y los estados amorfos exóticos de la materia. [2]

Cuantitativamente, se dice que un sistema de muchas partículas es hiperuniforme si la varianza del número de puntos dentro de una ventana de observación esférica crece más lentamente que el volumen de la ventana de observación. Esta definición es equivalente a una desaparición del factor de estructura en el límite de longitud de onda larga, [1] y se ha extendido para incluir materiales heterogéneos, así como campos escalares, vectoriales y tensoriales. [5] Se ha demostrado que los sistemas hiperuniformes desordenados están en equilibrio en un punto crítico "invertido". [1] Se pueden obtener a través de rutas de equilibrio o no equilibrio , y se encuentran tanto en sistemas físicos clásicos como en sistemas mecánicos cuánticos . [1] [2] Por lo tanto, el concepto de hiperuniformidad ahora conecta una amplia gama de temas en física, [2] [6] [7] [8] [9] matemáticas, [10] [11 ] [12] [13] [14] [15] biología, [16] [17] [18] y ciencia de los materiales. [19] [20] [21]

El concepto de hiperuniformidad generaliza la noción tradicional de orden de largo alcance y, por lo tanto, define un estado exótico de la materia . Un sistema hiperuniforme desordenado de muchas partículas puede ser estadísticamente isótropo como un líquido , sin picos de Bragg y sin ningún tipo convencional de orden de largo alcance. Sin embargo, a gran escala, los sistemas hiperuniformes se parecen a los cristales , en su supresión de fluctuaciones de densidad a gran escala. Se sabe que esta combinación única dota a los materiales hiperuniformes desordenados de nuevas propiedades físicas que son, por ejemplo, casi óptimas e independientes de la dirección (en contraste con las de los cristales que son anisotrópicos). [2]

Historia

El término hiperuniformidad (también llamado independientemente superhomogeneidad en el contexto de la cosmología [22] ) fue acuñado y estudiado por Salvatore Torquato y Frank Stillinger en un artículo de 2003, [1] en el que demostraron que, entre otras cosas, la hiperuniformidad proporciona un marco unificado para clasificar y caracterizar estructuralmente cristales , cuasicristales y variedades exóticas desordenadas. En ese sentido, la hiperuniformidad es una propiedad de largo alcance que puede verse como una generalización de la noción tradicional de orden de largo alcance (por ejemplo, orden traslacional/oriental de cristales u orden orientacional de cuasicristales) para abarcar también sistemas exóticos desordenados. [2]

La hiperuniformidad se introdujo por primera vez para procesos puntuales [1] y luego se generalizó a materiales de dos fases (o medios porosos ) [3] y campos escalares o vectoriales aleatorios . [5] Se ha observado en modelos teóricos, simulaciones y experimentos, consulte la lista de ejemplos a continuación. [2]

Definición

Se dice que un sistema de muchas partículas en un espacio euclidiano de dimensión - es hiperuniforme si el número de puntos en una ventana de observación esférica con radio tiene una varianza que escala más lentamente que el volumen de la ventana de observación: [1] Esta definición es (esencialmente) equivalente a la desaparición del factor de estructura en el origen: [1] para vectores de onda .

De manera similar, se dice que un medio bifásico que consta de una fase sólida y una fase vacía es hiperuniforme si el volumen de la fase sólida dentro de la ventana esférica de observación tiene una varianza que escala más lentamente que el volumen de la ventana de observación. Esta definición es, a su vez, equivalente a una desaparición de la densidad espectral en el origen. [3]

Una característica esencial de los sistemas hiperuniformes es su escala de la varianza numérica para radios grandes o, equivalentemente, del factor de estructura para números de onda pequeños . Si consideramos sistemas hiperuniformes que se caracterizan por un comportamiento de ley de potencia del factor de estructura cerca del origen: [2] con una constante , entonces hay tres comportamientos de escala distintos que definen tres clases de hiperuniformidad : Se conocen ejemplos para las tres clases de hiperuniformidad. [2]

Ejemplos

Ejemplos de sistemas hiperuniformes desordenados en física son estados fundamentales desordenados, [7] empaquetamientos esféricos desordenados atascados, [6] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] hielos amorfos, [31] patrones de moteado amorfos, [32] ciertos sistemas fermiónicos, [33] autoorganización aleatoria, [8] [34] [35] [36] [37] [38] [9] redes perturbadas, [39] [40] [41] [42] y células fotorreceptoras aviares. [16]

En matemáticas, la hiperuniformidad desordenada se ha estudiado en el contexto de la teoría de la probabilidad, [10] [43] [11] , la geometría, [13] [14] y la teoría de números, [44] [12] [45] donde se ha descubierto que los números primos son efectivamente periódicos límite e hiperuniformes en un cierto límite de escala. [12] Otros ejemplos incluyen ciertos paseos aleatorios [46] y emparejamientos estables de procesos puntuales. [15] [24] [25] [26] [27] [47]

Hiperuniformidad ordenada

Ejemplos de sistemas ordenados e hiperuniformes incluyen todos los cristales, [1] todos los cuasicristales, [3] [4] [48] y conjuntos de período límite. [49] Mientras que el ruido débilmente correlacionado generalmente preserva la hiperuniformidad, las excitaciones correlacionadas a temperatura finita tienden a destruir la hiperuniformidad. [50]

También se informó de hiperuniformidad para la materia cuántica fermiónica en sistemas electrónicos correlacionados como resultado del abarrotamiento. [51]

Hiperuniformidad desordenada

Torquato (2014) [52] da un ejemplo ilustrativo del orden oculto que se encuentra en una "caja de canicas agitadas", [52] que caen en una disposición llamada empaquetamiento atascado de máxima aleatoriedad . [6] [53] Este orden oculto puede eventualmente usarse para coloides autoorganizados o para ópticas con la capacidad de transmitir luz con una eficiencia como la de un cristal pero con un diseño altamente flexible. [52]

Se ha descubierto que los sistemas hiperuniformes desordenados poseen propiedades ópticas únicas. Por ejemplo, se ha descubierto que las redes fotónicas hiperuniformes desordenadas presentan brechas de banda fotónicas completas que son comparables en tamaño a las de los cristales fotónicos, pero con la ventaja adicional de la isotropía, que permite guías de onda de forma libre que no son posibles con las estructuras cristalinas. [19] [20] [54] [55] Además, en sistemas hiperuniformes sigilosos, [7] la luz de cualquier longitud de onda más larga que un valor específico del material puede propagarse hacia adelante sin pérdida (debido al desorden correlacionado) incluso para una alta densidad de partículas. [56]

Por el contrario, en condiciones en las que la luz se propaga a través de un material desordenado y no correlacionado de la misma densidad, el material parecería opaco debido a la dispersión múltiple. Los materiales hiperuniformes “furtivos” se pueden diseñar teóricamente para la luz de cualquier longitud de onda, y las aplicaciones del concepto cubren una amplia variedad de campos de la física de ondas y la ingeniería de materiales. [56] [57]

Recientemente se descubrió una hiperuniformidad desordenada en materiales amorfos 2-D, incluyendo sílice amorfa [58] así como grafeno amorfo [59] , que se demostró que mejora el transporte electrónico en el material. [58] Se demostró que los defectos topológicos de Stone-Wales, que transforman dos pares de hexágonos vecinos en un par de pentágonos y un par de heptágonos al invertir un enlace, preservan la hiperuniformidad de la red de panal original. [59]


Hiperuniformidad desordenada en biología

Se encontró una hiperuniformidad desordenada en los patrones de células fotorreceptoras en los ojos de los pollos . [16] Se cree que esto se debe a que las células sensibles a la luz en los ojos de los pollos o de otras aves no pueden alcanzar fácilmente una disposición cristalina óptima, sino que forman una configuración desordenada que es lo más uniforme posible. [16] [60] [61] De hecho, es la notable propiedad de "multiuniformidad" de los patrones de cono aviar, lo que permite a las aves lograr una detección aguda del color. [16]

También puede surgir en los misteriosos patrones biológicos conocidos como círculos de hadas : círculos y patrones de círculos que surgen en lugares áridos. [62] [63] Se cree que estos patrones de vegetación pueden optimizar la eficiencia del uso del agua, lo cual es crucial para la supervivencia de las plantas.

Se observó una organización hiperuniforme universal en la red de venas en bucle de las hojas de los árboles, incluidos Ficus religiosa, Ficus caulocarpa, Ficus microcarpa, Smilax indica, Populus rotundifolia y Yulania denudate, etc. [64] Se demostró que la red hiperuniforme optimiza el transporte difusivo de agua y nutrientes desde la vena hasta las células de las hojas. [64] Se creía que la organización hiperuniforme de la red de venas era el resultado de una regulación de la absorción de factores de crecimiento durante el desarrollo de la red de venas. [ 64 ]

Fabricación de materiales desordenados, pero muy uniformes

El desafío de crear materiales hiperuniformes desordenados se atribuye en parte a la inevitable presencia de imperfecciones, como defectos y fluctuaciones térmicas. Por ejemplo, la relación fluctuación-compresibilidad dicta que cualquier fluido monocomponente compresible en equilibrio térmico no puede ser estrictamente hiperuniforme a una temperatura finita. [2]

Recientemente, Chremos y Douglas (2018) propusieron una regla de diseño para la creación práctica de materiales hiperuniformes a nivel molecular. [65] [66] Específicamente, la hiperuniformidad efectiva medida por el índice de hiperuniformidad se logra mediante partes específicas de las moléculas (por ejemplo, el núcleo de los polímeros en estrella o las cadenas principales en el caso de los polímeros de cepillo de botella). [67] [2] La combinación de estas características conduce a empaquetamientos moleculares que son altamente uniformes tanto en escalas de longitud pequeñas como grandes. [65] [66]


Fluidos hiperuniformes en desequilibrio y escalas de longitud

La hiperuniformidad desordenada implica una función de correlación directa de largo alcance (la ecuación de Ornstein-Zernike ). [1] En un sistema de muchas partículas en equilibrio, esto requiere interacciones de largo alcance efectivas y delicadamente diseñadas, que no son necesarias para el autoensamblaje dinámico de estados hiperuniformes fuera del equilibrio. En 2019, Ni y sus colaboradores predijeron teóricamente una fase fluida fuertemente hiperuniforme fuera del equilibrio que existe en sistemas de esferas duras activas que nadan circularmente, [34] lo que se confirmó experimentalmente en 2022. [68]

Este nuevo fluido hiperuniforme presenta una escala de longitud especial, es decir, el diámetro de la trayectoria circular de partículas activas, por debajo de la cual se observan grandes fluctuaciones de densidad. Además, basándose en un modelo de organización aleatoria generalizado, Lei y Ni (2019) [35] formularon una teoría hidrodinámica para fluidos hiperuniformes en desequilibrio, y la escala de longitud por encima de la cual el sistema es hiperuniforme está controlada por la inercia de las partículas. La teoría generaliza el mecanismo de hiperuniformidad fluídica como la amortiguación del oscilador armónico estocástico, lo que indica que la fluctuación de densidad de longitud de onda larga suprimida puede exhibirse como modo acústico (resonancia) o modo difusivo (sobreamortiguado). [35] En el modelo de esfera dura reactiva de Lei-Ni, [35] se encontró que la transición absorbente discontinua del fluido hiperuniforme metaestable a un estado absorbente inmóvil no tiene la vía cinética de nucleación y crecimiento, y la tasa de transición disminuye al aumentar el tamaño del sistema. Esto desafía la comprensión común de la metaestabilidad en las transiciones de fase discontinuas y sugiere que el fluido hiperuniforme no equilibrado es fundamentalmente diferente de los fluidos de equilibrio convencionales. [69]

Véase también

Referencias

  1. ^ abcdefghijkl Torquato, Salvatore; Stillinger, Frank H. (29 de octubre de 2003). "Fluctuaciones de densidad local, hiperuniformidad y métricas de orden". Physical Review E . 68 (4): 041113. arXiv : cond-mat/0311532 . Código Bibliográfico :2003PhRvE..68d1113T. doi :10.1103/PhysRevE.68.041113. PMID  14682929. S2CID  9162488.
  2. ^ abcdefghijkl Torquato, Salvatore (2018). "Estados hiperuniformes de la materia". Physics Reports . 745 : 1–95. arXiv : 1801.06924 . Código Bibliográfico :2018PhR...745....1T. doi :10.1016/j.physrep.2018.03.001. S2CID  119378373.
  3. ^ abcd Zachary, Chase E.; Torquato, Salvatore (21 de diciembre de 2009). "Hiperuniformidad en patrones de puntos y medios heterogéneos aleatorios de dos fases". Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment . 2009 (12): 12015. arXiv : 0910.2172 . Bibcode :2009JSMTE..12..015Z. doi :10.1088/1742-5468/2009/12/P12015. ISSN  1742-5468. S2CID  18838058.
  4. ^ ab Oğuz, Erdal C.; Socolar, Joshua ES; Steinhardt, Paul J.; Torquato, Salvatore (23 de febrero de 2017). "Hiperuniformidad de cuasicristales". Physical Review B . 95 (5): 054119. arXiv : 1612.01975 . Código Bibliográfico :2017PhRvB..95e4119O. doi :10.1103/PhysRevB.95.054119. ISSN  2469-9950. S2CID  85522310.
  5. ^ ab Torquato, Salvatore (15 de agosto de 2016). "Hiperuniformidad y sus generalizaciones". Physical Review E . 94 (2): 022122. arXiv : 1607.08814 . Bibcode :2016PhRvE..94b2122T. doi :10.1103/PhysRevE.94.022122. ISSN  2470-0045. PMID  27627261. S2CID  30459937.
  6. ^ abc Donev, Aleksandar; Stillinger, Frank H.; Torquato, Salvatore (26 de agosto de 2005). "Fluctuaciones inesperadas de densidad en empaquetamientos de esferas desordenadas atascadas". Physical Review Letters . 95 (9): 090604. arXiv : cond-mat/0506406 . Bibcode :2005PhRvL..95i0604D. doi :10.1103/PhysRevLett.95.090604. ISSN  0031-9007. PMID  16197201. S2CID  7887194.
  7. ^ abc Torquato, S.; Zhang, G.; Stillinger, FH (29 de mayo de 2015). "Teoría de conjuntos para estados fundamentales desordenados hiperuniformes furtivos". Physical Review X . 5 (2): 021020. arXiv : 1503.06436 . Bibcode :2015PhRvX...5b1020T. doi :10.1103/PhysRevX.5.021020. ISSN  2160-3308. S2CID  17275490.
  8. ^ ab Hexner, Daniel; Levine, Dov (20 de marzo de 2015). "Hiperuniformidad de estados críticos de absorción". Physical Review Letters . 114 (11): 110602. arXiv : 1407.0146 . Código Bibliográfico :2015PhRvL.114k0602H. doi :10.1103/PhysRevLett.114.110602. ISSN  0031-9007. PMID  25839254. S2CID  23951607.
  9. ^ ab Wilken, Sam; Guerra, Rodrigo E.; Pine, David J.; Chaikin, Paul M. (11 de febrero de 2020). "Estructuras hiperuniformes formadas por cizallamiento de suspensiones coloidales". Physical Review Letters . 125 (14): 148001. arXiv : 2002.04499 . Código Bibliográfico :2020PhRvL.125n8001W. doi :10.1103/PhysRevLett.125.148001. PMID  33064537. S2CID  211075881.
  10. ^ ab Ghosh, Subhroshekhar; Lebowitz, Joel L. (2017). "Fluctuaciones, grandes desviaciones y rigidez en sistemas hiperuniformes: una breve revisión". Revista india de matemáticas puras y aplicadas . 48 (4): 609–631. arXiv : 1608.07496 . doi :10.1007/s13226-017-0248-1. ISSN  0019-5588. S2CID  8709357.
  11. ^ ab Ghosh, Subhroshekhar; Lebowitz, Joel L. (2018). "Procesos hiperuniformes sigilosos generalizados: rigidez máxima y la conjetura de los agujeros acotados". Communications in Mathematical Physics . 363 (1): 97–110. arXiv : 1707.04328 . Bibcode :2018CMaPh.363...97G. doi :10.1007/s00220-018-3226-5. ISSN  0010-3616. S2CID  6243545.
  12. ^ abc Torquato, Salvatore; Zhang, Ge; De Courcy-Ireland, Matthew (29 de marzo de 2019). "Orden multiescala oculto en los primos". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical . 52 (13): 135002. arXiv : 1804.06279 . Bibcode :2019JPhA...52m5002T. doi :10.1088/1751-8121/ab0588. ISSN  1751-8113. S2CID  85508362.
  13. ^ ab Brauchart, Johann S.; Grabner, Peter J.; Kusner, Wöden; Ziefle, Jonas (2020). "Conjuntos de puntos hiperuniformes en la esfera: aspectos probabilísticos". Monatshefte für Mathematik . 192 (4): 763–781. arXiv : 1809.02645 . doi :10.1007/s00605-020-01439-y. ISSN  0026-9255. S2CID  119179807.
  14. ^ ab Baake, Michael; Grimm, Uwe (1 de septiembre de 2020). "Inflación versus conjuntos de proyección en sistemas aperiódicos: el papel de la ventana en el promedio y la difracción". Acta Crystallographica Sección A . 76 (5): 559–570. arXiv : 2004.03256 . doi :10.1107/S2053273320007421. ISSN  2053-2733. PMC 7459767 . PMID  32869753. S2CID  220404667. 
  15. ^ ab Klatt, Michael Andreas; Last, Günter; Yogeshwaran, D. (2020). "Emparejamientos estables hiperuniformes y rígidos". Estructuras y algoritmos aleatorios . 57 (2): 439–473. arXiv : 1810.00265 . doi :10.1002/rsa.20923. ISSN  1098-2418. S2CID  119678948.
  16. ^ abcde Jiao; et al. (2014). "Los patrones de fotorreceptores aviares representan una solución hiperuniforme desordenada para un problema de empaquetamiento multiescala". Physical Review E . 89 (2): 022721. arXiv : 1402.6058 . Bibcode :2014PhRvE..89b2721J. doi :10.1103/PhysRevE.89.022721. PMC 5836809 . PMID  25353522. 
  17. ^ Mayer, Andreas; Balasubramanian, Vijay; Mora, Thierry; Walczak, Aleksandra M. (12 de mayo de 2015). "Cómo se organiza un sistema inmunológico bien adaptado". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 112 (19): 5950–5955. arXiv : 1407.6888 . Bibcode :2015PNAS..112.5950M. doi : 10.1073/pnas.1421827112 . ISSN:  0027-8424. PMC : 4434741. PMID:  25918407. 
  18. ^ Huang, Mingji; Hu, Wensi; Yang, Siyuan; Liu, Quan-Xing; Zhang, HP (4 de mayo de 2021). "Motilidad de natación circular y estado hiperuniforme desordenado en un sistema de algas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 118 (18): e2100493118. Bibcode :2021PNAS..11800493H. doi : 10.1073/pnas.2100493118 . ISSN  0027-8424. PMC 8106356 . PMID  33931505. 
  19. ^ ab Florescu, M.; Torquato, S.; Steinhardt, PJ (8 de diciembre de 2009). "Materiales desordenados de diseño con brechas de banda fotónicas grandes y completas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 106 (49): 20658–20663. arXiv : 1007.3554 . Bibcode :2009PNAS..10620658F. doi : 10.1073/pnas.0907744106 . ISSN  0027-8424. PMC 2777962. PMID 19918087  . 
  20. ^ ab Muller, Nicolas; Haberko, Jakub; Marichy, Catherine; Scheffold, Frank (2014). "Materiales fotónicos desordenados hiperuniformes de silicio con una brecha pronunciada en el infrarrojo de onda corta" (PDF) . Materiales ópticos avanzados . 2 (2): 115–119. doi : 10.1002/adom.201300415 .
  21. ^ Yu, Sunkyu (13 de febrero de 2023). "Redes de dispersión en evolución para el desorden de ingeniería". Nature Computational Science . 3 (2): 128–138. doi : 10.1038/s43588-022-00395-x . ISSN  2662-8457. PMC 10766560 . PMID  38177628. S2CID  256862885. 
  22. ^ Gabrielli, Andrea; Joyce, Michael; Sylos Labini, Francesco (11 de abril de 2002). "Universo de tipo cristal: propiedades de correlación en el espacio real de los modelos cosmológicos estándar". Physical Review D . 65 (4): 083523. arXiv : astro-ph/0110451 . Código Bibliográfico :2002PhRvD..65h3523G. doi :10.1103/PhysRevD.65.083523. PMID  14682929. S2CID  9162488.
  23. ^ Zachary, Chase E.; Jiao, Yang; Torquato, Salvatore (29 de abril de 2011). "Las correlaciones hiperuniformes de largo alcance son una firma de empaquetamientos desordenados de partículas duras atascadas". Physical Review Letters . 106 (17): 178001. arXiv : 1008.2548 . Bibcode :2011PhRvL.106q8001Z. doi :10.1103/PhysRevLett.106.178001. ISSN  0031-9007. PMID  21635063. S2CID  15587068.
  24. ^ ab Weijs, Joost H.; Jeanneret, Raphaël; Dreyfus, Rémi; Bartolo, Denis (3 de septiembre de 2015). "Hiperuniformidad emergente en emulsiones impulsadas periódicamente". Physical Review Letters . 115 (10): 108301. arXiv : 1504.04638 . Bibcode :2015PhRvL.115j8301W. doi :10.1103/PhysRevLett.115.108301. ISSN  0031-9007. PMID  26382706. S2CID  10340709.
  25. ^ ab Jack, Robert L.; Thompson, Ian R.; Sollich, Peter (9 de febrero de 2015). "Hiperuniformidad y separación de fases en conjuntos sesgados de trayectorias para sistemas difusivos". Physical Review Letters . 114 (6): 060601. arXiv : 1409.3986 . Bibcode :2015PhRvL.114f0601J. doi :10.1103/PhysRevLett.114.060601. ISSN  0031-9007. PMID  25723197. S2CID  3132460.
  26. ^ ab Weijs, Joost H.; Bartolo, Denis (27 de julio de 2017). "Mezclado por agitación: dispersión hiperuniforme de partículas en interacción tras advección caótica". Physical Review Letters . 119 (4): 048002. arXiv : 1702.02395 . Bibcode :2017PhRvL.119d8002W. doi :10.1103/PhysRevLett.119.048002. ISSN  0031-9007. PMID  29341775. S2CID  12229553.
  27. ^ ab Ricouvier, Joshua; Pierrat, Romain; Carminati, Rémi; Tabeling, Patrick; Yazhgur, Pavel (15 de noviembre de 2017). "Optimización de la hiperuniformidad en emulsiones bidispersas autoensambladas". Physical Review Letters . 119 (20): 208001. arXiv : 1711.00719 . Bibcode :2017PhRvL.119t8001R. doi :10.1103/PhysRevLett.119.208001. ISSN  0031-9007. PMID  29219379. S2CID  28177098.
  28. ^ Chieco, AT; Zu, M.; Liu, AJ; Xu, N.; Durian, DJ (17 de octubre de 2018). "Espectro de estructura para discos blandos atascados y no atascados". Physical Review E . 98 (4): 042606. arXiv : 1806.10118 . Bibcode :2018PhRvE..98d2606C. doi :10.1103/PhysRevE.98.042606. ISSN  2470-0045. S2CID  119448635.
  29. ^ Wilken, Sam; Guerra, Rodrigo E.; Levine, Dov; Chaikin, Paul M. (12 de julio de 2021). "Empaquetamiento cerrado aleatorio como transición de fase dinámica". Physical Review Letters . 127 (3): 038002. Bibcode :2021PhRvL.127c8002W. doi :10.1103/PhysRevLett.127.038002. ISSN  0031-9007. OSTI  1850634. PMID  34328779. S2CID  236531841.
  30. ^ Rissone, Paolo; Corwin, Eric I.; Parisi, Giorgio (12 de julio de 2021). "Decaimiento anómalo de largo alcance de la correlación en empaquetamientos atascados". Physical Review Letters . 127 (3): 038001. arXiv : 2012.10181 . Bibcode :2021PhRvL.127c8001R. doi :10.1103/PhysRevLett.127.038001. ISSN  0031-9007. PMID  34328763. S2CID  229331981.
  31. ^ Martelli, Fausto; Torquato, Salvatore; Giovambattista, Nicolas; Car, Roberto (29 de septiembre de 2017). "Estructura a gran escala e hiperuniformidad de hielos amorfos". Physical Review Letters . 119 (13): 136002. arXiv : 1705.09961 . Código Bibliográfico :2017PhRvL.119m6002M. doi :10.1103/PhysRevLett.119.136002. PMID  29341697. S2CID  44864111.
  32. ^ Di Battista, Diego; Ancora, Daniele; Zacharakis, Giannis; Ruocco, Giancarlo; Leonetti, Marco (11 de junio de 2018). "Hiperuniformidad en patrones de motas amorfas". Óptica Express . 26 (12): 15594–15608. arXiv : 1803.09550 . Código Bib : 2018OExpr..2615594D. doi : 10.1364/OE.26.015594 . hdl :11311/1142259. ISSN  1094-4087. PMID  30114818. S2CID  52031100.
  33. ^ Torquato, Salvatore; Scardicchio, A; Zachary, Chase E (27 de noviembre de 2008). "Procesos puntuales en dimensión arbitraria a partir de gases fermiónicos, teoría de matrices aleatorias y teoría de números". Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment . 2008 (11): 11019. arXiv : 0809.0449 . Bibcode :2008JSMTE..11..019T. doi :10.1088/1742-5468/2008/11/P11019. ISSN  1742-5468. S2CID  6252369.
  34. ^ ab Lei, Qunli; Pica Ciamarra, Massimo; Ni, Ran (25 de enero de 2019). "Fluidos fuertemente hiperuniformes fuera de equilibrio de partículas activas circulares con grandes fluctuaciones de densidad local". Science Advances . 5 (1): eaau7423. arXiv : 1802.03682 . Bibcode :2019SciA....5.7423L. doi :10.1126/sciadv.aau7423. PMC 6357732 . PMID  30746459. 
  35. ^ abcd Lei, Qunli; Ni, Ran (12 de noviembre de 2019). "Hidrodinámica de fluidos hiperuniformes de organización aleatoria". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 116 (46): 22983–22989. arXiv : 1904.07514 . Bibcode :2019PNAS..11622983L. doi : 10.1073/pnas.1911596116 . PMC 6859356 . PMID  31666326. 
  36. ^ Hexner, Daniel; Chaikin, Paul M.; Levine, Dov (25 de abril de 2017). "Hiperuniformidad mejorada a partir de reorganización aleatoria". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 114 (17): 4294–4299. Bibcode :2017PNAS..114.4294H. doi : 10.1073/pnas.1619260114 . ISSN  0027-8424. PMC 5410804 . PMID  28396393. 
  37. ^ Garcia-Millan, R.; Pruessner, G.; Pickering, L.; Christensen, K. (17 de julio de 2018). "Correlaciones e hiperuniformidad en el tamaño de avalancha del modelo de Oslo". EPL (Europhysics Letters) . 122 (5): 50003. arXiv : 1710.00179 . Bibcode :2018EL....12250003G. doi :10.1209/0295-5075/122/50003. ISSN  1286-4854. S2CID :  52440880.
  38. ^ Ness, Christopher; Cates, Michael E. (27 de febrero de 2020). "Transiciones de estado absorbente en materiales granulares cercanos al bloqueo". Physical Review Letters . 124 (8): 088004. arXiv : 2001.10228 . Código Bibliográfico :2020PhRvL.124h8004N. doi :10.1103/PhysRevLett.124.088004. ISSN  0031-9007. PMID  32167320. S2CID  210932396.
  39. ^ Gabrielli, Andrea; Joyce, Michael; Sylos Labini, Francesco (11 de abril de 2002). "Universo de tipo cristal: propiedades de correlación en el espacio real de los modelos cosmológicos estándar". Physical Review D . 65 (8): 083523. arXiv : astro-ph/0110451 . Código Bibliográfico :2002PhRvD..65h3523G. doi :10.1103/PhysRevD.65.083523. ISSN  0556-2821. S2CID  119442907.
  40. ^ Gabrielli, Andrea (2004). "Procesos puntuales y campos de desplazamiento estocástico". Physical Review E . 70 (6): 066131. ​​arXiv : cond-mat/0409594 . Bibcode :2004PhRvE..70f6131G. doi :10.1103/PhysRevE.70.066131. ​​ISSN  1539-3755. PMID  15697458. S2CID  33621420.
  41. ^ Le Thien, Q.; McDermott, D.; Reichhardt, CJO; Reichhardt, C. (15 de septiembre de 2017). "Fijación mejorada para vórtices en matrices de fijación hiperuniformes y configuraciones de vórtices hiperuniformes emergentes con desorden extinguido". Physical Review B . 96 (9): 094516. arXiv : 1611.01532 . Bibcode :2017PhRvB..96i4516L. doi : 10.1103/PhysRevB.96.094516 . ISSN  2469-9950. S2CID  18031713.
  42. ^ Klatt, Michael A.; Kim, Jaeuk; Torquato, Salvatore (13 de marzo de 2020). "Encubrimiento del orden subyacente de largo alcance de redes perturbadas aleatoriamente". Physical Review E . 101 (3): 032118. arXiv : 2001.08161 . Bibcode :2020PhRvE.101c2118K. doi :10.1103/PhysRevE.101.032118. ISSN  2470-0045. PMID  32289999. S2CID  210859161.
  43. ^ Ghosh, Subhro; Lebowitz, Joel (2017). "Rigidez numérica en campos de puntos aleatorios superhomogéneos". Revista de física estadística . 166 (3–4): 1016–1027. arXiv : 1601.04216 . Código Bibliográfico :2017JSP...166.1016G. doi :10.1007/s10955-016-1633-6. ISSN  0022-4715. S2CID  19675015.
  44. ^ Zhang, G; Martelli, F; Torquato, S (16 de marzo de 2018). "El factor de estructura de los primos". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical . 51 (11): 115001. arXiv : 1801.01541 . Bibcode :2018JPhA...51k5001Z. doi :10.1088/1751-8121/aaa52a. ISSN  1751-8113. S2CID  67819480.
  45. ^ Baake, Michael; Coons, Michael (2021). "Escalamiento de la medida de difracción de enteros $k$ libres cerca del origen". Michigan Mathematical Journal . 70 : 213–221. arXiv : 1904.00279 . doi :10.1307/mmj/1592877613. ISSN  0026-2285. S2CID  90260746.
  46. ^ Casini, Emanuele; Le Caër, Gérard; Martinelli, Andrea (2015). "Paseos aleatorios hiperuniformes cortos" (PDF) . Revista de física estadística . 160 (1): 254–273. Bibcode :2015JSP...160..254C. doi :10.1007/s10955-015-1244-7. ISSN  0022-4715. S2CID  45170541.
  47. ^ Chieco, AT; Zu, M.; Liu, AJ; Xu, N.; Durian, DJ (17 de octubre de 2018). "Espectro de estructura para discos blandos atascados y no atascados". Physical Review E . 98 (4): 042606. arXiv : 1806.10118 . Bibcode :2018PhRvE..98d2606C. doi :10.1103/PhysRevE.98.042606. ISSN  2470-0045. S2CID  119448635.
  48. ^ Lin, C.; Steinhardt, PJ; Torquato, S. (13 de abril de 2017). "Variación de hiperuniformidad con clase de isomorfismo local de cuasicristales". Journal of Physics: Condensed Matter . 29 (20): 204003. Bibcode :2017JPCM...29t4003L. doi :10.1088/1361-648x/aa6944. ISSN  0953-8984. PMID  28345537. S2CID  46764513.
  49. ^ Baake, Michael; Grimm, Uwe (23 de mayo de 2019). "Escalamiento de intensidades de difracción cerca del origen: algunos resultados rigurosos". Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment . 2019 (5): 054003. arXiv : 1905.04177 . Bibcode :2019JSMTE..05.4003B. doi : 10.1088/1742-5468/ab02f2 . ISSN  1742-5468.
  50. ^ Kim, Jaeuk; Torquato, Salvatore (12 de febrero de 2018). "Efecto de las imperfecciones en la hiperuniformidad de sistemas de muchos cuerpos". Physical Review B . 97 (5): 054105. Bibcode :2018PhRvB..97e4105K. doi : 10.1103/PhysRevB.97.054105 . ISSN  2469-9950.
  51. ^ Gerasimenko; et al. (2019). "Transición de interferencia cuántica a un vidrio electrónico correlacionado en 1T-TaS2". Nature Materials . 317 (10): 1078–1083. arXiv : 1803.00255 . Código Bibliográfico :2019NatMa..18.1078G. doi :10.1038/s41563-019-0423-3. PMID  31308513. S2CID  196810837.
  52. ^ abc Kelly, Morgan (24 de febrero de 2014). "En el ojo de un pollo aparece un nuevo estado de la materia" (Nota de prensa). Princeton, NJ: Princeton University . Consultado el 8 de marzo de 2021 .
  53. ^ Atkinson, Steven; Stillinger, Frank H.; Torquato, Salvatore (30 de diciembre de 2014). "Existencia de empaquetamientos de discos duros monodispersos bloqueados, isostáticos y al azar máximos". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 111 (52): 18436–18441. Bibcode :2014PNAS..11118436A. doi : 10.1073/pnas.1408371112 . ISSN  0027-8424. PMC 4284597 . PMID  25512529. 
  54. ^ Froufe-Pérez, Luis S.; Engel, Michael; Sáenz, Juan José; Scheffold, Frank (5 de septiembre de 2017). "Formación de brecha de banda y localización de Anderson en materiales fotónicos desordenados con correlaciones estructurales". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 114 (36): 9570–9574. arXiv : 1702.03883 . Bibcode :2017PNAS..114.9570F. doi : 10.1073/pnas.1705130114 . ISSN  0027-8424. PMC 5594660 . PMID  28831009. 
  55. ^ Milošević, Milan M.; Man, Weining; Nahal, Geev; Steinhardt, Paul J.; Torquato, Salvatore; Chaikin, Paul M.; Amoah, Timothy; Yu, Bowen; Mullen, Ruth Ann; Florescu, Marian (2019). "Guías de onda desordenadas hiperuniformes y dispositivos para fotónica de silicio en el infrarrojo cercano". Scientific Reports . 9 (1): 20338. Bibcode :2019NatSR...920338M. doi :10.1038/s41598-019-56692-5. ISSN  2045-2322. PMC 6937303 . PMID  31889165. 
  56. ^ ab Leseur, O.; Pierrat, R.; Carminati, R. (2016). "Los materiales hiperuniformes de alta densidad pueden ser transparentes". Optica . 3 (7): 763. arXiv : 1510.05807 . Bibcode :2016Optic...3..763L. doi :10.1364/OPTICA.3.000763. S2CID  118443561.
  57. ^ Gorsky, S.; Britton, WA; Chen, Y.; Montaner, J.; Lenef, A.; Raukas, M.; Dal Negro, L. (1 de noviembre de 2019). "Hiperuniformidad diseñada para extracción de luz direccional". APL Photonics . 4 (11): 110801. Bibcode :2019APLP....4k0801G. doi : 10.1063/1.5124302 . ISSN  2378-0967.
  58. ^ ab Yu; et al. (2020). "Hiperuniformidad desordenada en sílice amorfa bidimensional". Science Advances . 6 (16): eaba0826. Bibcode :2020SciA....6..826Z. doi : 10.1126/sciadv.aba0826 . PMC 7164937 . PMID  32494625. S2CID  218844271. 
  59. ^ ab Chen; et al. (2021). "Los defectos de Stone-Wales preservan la hiperuniformidad en redes bidimensionales amorfas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 118 (3): e2016862118. doi : 10.1073/pnas.201686211 (inactivo el 6 de septiembre de 2024).{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de septiembre de 2024 ( enlace )
  60. ^ Melissa (21 de marzo de 2014). «Hiperuniformidad desordenada: un nuevo y extraño estado de la materia en los ojos de los pollos». TodayIFoundOut.com . Gawker Media – vía Gizmodo.
  61. ^ David Freeman (26 de febrero de 2014). "Los científicos miran en el ojo de un pollo y descubren un nuevo y extraño estado de la materia". The Huffington Post . Consultado el 20 de diciembre de 2015 .
  62. ^ "¿Dragones, extraterrestres, insectos? Los científicos podrían haber resuelto el misterio de los 'círculos de hadas' del desierto". The Washington Post . 18 de enero de 2017. Lo que inmediatamente me llamó la atención de lo que tenían fue que parecía encajar en un tipo exótico de patrón que yo llamo hiperuniformidad . — Salvatore Torquato
  63. ^ Getzin, Stephan; et al. (2016). "El descubrimiento de círculos de hadas en Australia respalda la teoría de la autoorganización1". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 113 (13): 3551–3556. Bibcode :2016PNAS..113.3551G. doi : 10.1073/pnas.1522130113 . PMC 4822591 . PMID  26976567. 
  64. ^ abc Liu; et al. (2024). "Organización hiperuniforme universal en redes de venas foliares en bucle". Physical Review Letters . 133 (2): 028401. arXiv : 2311.09551 . Código Bibliográfico :2024PhRvL.133b8401L. doi :10.1103/PhysRevLett.133.028401. PMID  39073952.
  65. ^ ab Chremos, Alexandros; Douglas, Douglas F. (21 de diciembre de 2018). "Hiperuniformidad oculta en materiales poliméricos blandos". Physical Review Letters . 121 (25): 258002. Bibcode :2018PhRvL.121y8002C. doi : 10.1103/PhysRevLett.121.258002 . PMID  30608782.
  66. ^ ab Chremos, Alexandros (7 de agosto de 2020). "Diseño de materiales poliméricos hiperuniformes casi perfectos". The Journal of Chemical Physics . 153 (5): 054902. doi :10.1063/5.0017861. ISSN  0021-9606. PMC 7530914 . PMID  32770903. 
  67. ^ Atkinson, Steven; Zhang, Ge; Hopkins, Adam B.; Torquato, Salvatore (8 de julio de 2016). "Ralentización crítica e hiperuniformidad en la aproximación al bloqueo". Physical Review E . 94 (1): 012902. arXiv : 1606.05227 . Bibcode :2016PhRvE..94a2902A. doi :10.1103/PhysRevE.94.012902. ISSN  2470-0045. PMID  27575201. S2CID  12103288.
  68. ^ Zhang, Bo; Snezhko, Alexey (27 de mayo de 2022). "Fluidos quirales activos hiperuniformes con estructura interna ajustable". Physical Review Letters . 128 (21): 218002. arXiv : 2205.12384 . Código Bibliográfico :2022PhRvL.128u8002Z. doi :10.1103/PhysRevLett.128.218002. PMID  35687470. S2CID  249063085.
  69. ^ Lei, Yusheng; Ni, Ran (21 de noviembre de 2023). "¿Cómo se congela un fluido hiperuniforme?". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 120 (48): e2312866120. arXiv : 2306.02753 . Bibcode :2023PNAS..12012866L. doi :10.1073/pnas.2312866120. PMC 10691242. PMID  37988461 . 

Enlaces externos