Desarrollo e implementación de métodos de cómputo para densidades de estados, usando ensambles generalizados

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dc.contributor.advisorPeralta, Joaquín
dc.contributor.advisorDavis, Sergio
dc.contributor.advisorFaraggi, Alberto
dc.contributor.advisorGutiérrez, Gonzalo
dc.contributor.advisorMolina, Francisco
dc.contributor.advisorPoblete, Simón
dc.contributor.authorMoreno Muñoz, Felipe Eduardo
dc.contributor.editorFacultad de Ciencias Exactas
dc.date.accessioned2022-12-21T19:56:36Z
dc.date.available2022-12-21T19:56:36Z
dc.date.issued2022
dc.descriptionTesis (Doctor en Ciencias Físicas)es
dc.description.abstractEl presente trabajo se enfoca en el desarrollo e implementación de algoritmos de simulación que permitan calcular la Densidad de Estados (DOS) de sistemas de muchas partículas interactuantes usando ensambles generalizados. Métodos para obtener las propiedades de un sistema que se basan en el uso de ensambles canónicos o microcanónicos—como el popular algoritmo de Metropolis—se han usado durante ya un largo tiempo. Sin embargo, el empleo de ensambles generalizados muestra ser una alternativa que permite generar curvas más suaves con menor número de simulaciones, además de evitar ciertos problemas típicos de esos métodos como el tener dificultades para muestrear correctamente sistemas con muchos mínimos locales. En este trabajo se presenta una implementación flexible y modular del algoritmo de Wang–Landau, además de un novedoso algoritmo basado en un método Bayesiano para el cálculo directo de la DOS, los cuales puede ser usados para obtener las propiedades termodinámicas de un sistema con una superficie de energía potencial compleja. Nuestros resultados muestran que los algoritmos son capaces de calcular la DOS con razonable precisión. Hemos estudiado, como aplicación de los métodos anteriormente mencionados, las propiedades termodinámicas de un modelo de Potts de 3 estados modificado, en el contexto de la aproximación de “lattice gas” para partículas cargadas confinadas en un volumen.es
dc.description.abstractThe present work is focused on the development and implementation of simulation algorithms in order to compute the density of states (DOS) of systems with many interacting particles by using generalized ensembles. Methods for computing the properties of a system based on the use of canonical and microcanonical ensembles—such as the popular Metropolis algorithm—has been used for a long time. However, the use of generalized ensembles has shown to be an alternative that allows the computation of smoother curves in a smaller number of simulations, while avoiding certain typical problems that arise with those methods such as diculties with the correct sampling of systems with many local minima. In this work, a flexible and modular implementation of the Wang–Landau algorithm is presented, in addition to a novel algorithm based on a Bayesian method for the direct computation of the DOS, both of them can be used to obtain the thermodynamic properties of a system with a complex potential energy landscape. Our results show that the algorithms can compute the DOS with reasonable precision. We have studied, as an application of the aforementioned methods, the thermodynamic properties of a modified three-state Potts model, in the context of the “lattice gas” approximation for charged particles confined in a volume.
dc.identifier.urihttps://repositorio.unab.cl/xmlui/handle/ria/25408
dc.language.isoeses
dc.publisherUniversidad Andrés Belloes
dc.subjectAlgoritmos de Simulaciónes
dc.subjectDensidad de Estados (Física)es
dc.titleDesarrollo e implementación de métodos de cómputo para densidades de estados, usando ensambles generalizadoses
dc.typeTesises
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