Simulation of He3/He4 mixing

Simulation of He3/H4 mixing, which uses a modified Ising model, that features a tricritical point.

Die Forschungsarbeit umfasste das Schreiben eines Computerprogramms auf Basis eines modifizierten Ising-Models, welches in einem Paper von Blume, Emery und Griffiths im Jahre 1971 vorgeschlaegn wurde. Der Betreuer dieser Arbeit war Tom DeGrand von der University of Colorado. Der Ablauf des Projektes war folgendermaßen gegliedert:

  1. Zusammenstellen der theoretischen Grundlagen
  2. Programmieren der Simulation aufgrund des Heat-Bath-Algorithmus
  3. Suchlauf der sog. Tricritical Line
  4. Auswertung der Daten
  5. Sammeln von detaillierten Daten an bestimmten Punkten auf der Tricritical Line
  6. Auswerten dieser Daten
  7. Interpretieren der Finite Size Scaling Auswertung
  8. Schreiben der Zusammenfassung

Einen Großteil der Arbeit machte das Studium der Finite Size Scaling Methoden aus. Am Ende sollte eine Interpretation durchgeführt werden, welche weitere Paper bestätigt oder korrigiert. Es gibt Hinweise, dass sich ein Tricritical Ising Model wie ein Supersymmetrisches Quantensystem am Tricritical Point verhält.

Heliumphasendiagramm
Das simulierte Phasendiagramm

Am Ende konnten einige bemerkenswerte Details über dieses System herausgefunden werden und die Arbeit von Blume (1971) in weiten Teilen bestätigt werden (was aufgrund der verwendeten Methodik, Mean Field Theory, doch ziemlich beeindruckend ist). Für eine sehr genaue Auswertung zum Thema Supersymmetry war leider nicht mehr genug Zeit.

Download Mixing.pdf (800 kB)

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References

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