Estudo da influência dos parâmetros de ajuste do algoritmo de Metrópolis na determinação da temperatura crítica supercondutora de redes de junções Josephson

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dc.contributor.advisor1Nascimento, Valberto Pedruzzi
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000295435335
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9908042258225541
dc.contributor.authorVargas, Julhiana de Freitas
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/000000020736948X
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4509037492476482
dc.contributor.referee1Candela, Dalber Ruben Sanchez
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4253-9031
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3188784816287487
dc.contributor.referee2Mota, Vinicius Candido
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000000183680803
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4038237972209273
dc.date.accessioned2024-05-30T01:41:02Z
dc.date.available2024-05-30T01:41:02Z
dc.date.issued2022-08-09
dc.description.abstractThe statistical method of Monte Carlo via Metropolis algorithm developed in the MATLAB platform was used to study the behavior of the specific heat of Josephson junction networks as a function of temperature and, consequently, to define their critical transition temperature for the superconducting state. In other words, the algorithm performs a very large sequence of random transitions starting from any initial micro-state of the network until reaching the system energy equilibrium state which is correlated to its critical temperature. Specifically, a systematic study was carried out to verify the influence of the algorithm’s fit parameters (network size, number and size of Monte Carlo steps, number of simulations, among others) in determining the critical temperature. For a 4x4 network, the equilibrium state was not reached with the number of simulations used and a specific heat peak was not found, making it impossible to find the critical temperature. The steady condition was obtained for networks with sizes from 7x7 to 14x14, where the 9x9 and 10x10 networks provided optimized results when the initial input parameters (PIE) defined in this work were used. The generalized study of the influence of tuning parameters was carried out in a 7x7 network to minimize computational costs, for which a reduced critical temperature value TC = 0.494 ± 0.004 was found when optimized tuning parameters were used . This type of study on the superconducting properties of systems composed of networks of Josephson junctions is essential for a deeper understanding of these devices able to act in several technological applications, such as the manufacture of ultrafast computers and SQUID’S (Superconducting Quantum Interferece Device); the latter can measure extremely small magnetic fields, such as the fields generated by the electrical currents of the nerve pulses that accompany the activities of the human brain.
dc.description.resumoO método estatísitico de Monte Carlo via algoritmo de Metrópolis construído na plataforma MATLAB foi utilizado para estudar o comportamento do calor específico de redes de junções Josephson em função da temperatura e, com isso, definir suas temperaturas críticas de transição para o estado supercondutor. Em outras palavras, o algoritmo realiza uma sequência muito grande de transições aleatórias partindo de um microestado inicial qualquer da rede até atingir o estado de equilíbrio para energia do sistema que está correlacionado à sua temperatura crítica. Especificamente, a influência dos parâmetros de ajuste do algoritmo (tamanho de rede, número e tamanho do passo de Monte Carlo, número de simulações, entre outros) na determinação da temperatura crítica foi estudado sistematicamente. Para uma rede 4x4, o estado de equilíbrio não foi atingido com o número de simulações utilizado e não foi encontrado um pico do calor específico, impossibilitando a definição da temperatura crítica. A condição estável foi obtida para redes com tamanho de 7x7 a 14x14, onde as redes 9x9 e 10x10 forneceram resultados otimizados quando os parâmetros iniciais de entrada (PIE) definidos neste trabalho são utilizados. O estudo generalizado da influência dos parâmetros de ajuste foi realizado em uma rede 7x7 para minimizar os custos computacionais, para o qual encontrou-se um valor da temperatura crítica reduzida TC = 0, 494 ± 0, 004 quando parâmetros otimizados de ajuste foram utilizados. Este tipo de estudo sobre as propriedades supercondutoras de sistemas compostos por redes de junções Josephson é essencial para o entendimento mais profundo destes dispositivos que operam em diversas aplicações tecnológicas, tais como, a fabricação de computadores ultrarrápidos e SQUID’S (Superconducting Quantum Interferece Device) que conseguem medir campos magnéticos extremamente pequenos, como por exemplo, os campos gerados pelas correntes elétricas dos pulsos nervosos que acompanham as atividades do cérebro humano.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/16467
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Física
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física
dc.rightsopen access
dc.subjectJunções Josephson
dc.subjectEfeito Josephson
dc.subjectRede de Junções Josephson
dc.subjectMecânica Estatística
dc.subjectMétodo de Monte Carlo
dc.subjectAlgoritmo de Metrópolis.
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqFísica
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dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis
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