Complexidade e universalidade em sistemas físicos: compreender os princípios unificadores por trás do comportamento emergente compartilhado

• Processo: 24/11114-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2030
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Jaron Patrick Kent-Dobias
• Beneficiário: Jaron Patrick Kent-Dobias
• Instituição Sede: Instituto de Física Teórica (IFT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/01111-8 - Complexidade e Universalidade em Sistemas Físicos: compreender os princípios unificadores por trás do comportamento emergente compartilhado, BP.JP
• Assunto(s): Universalidade Grupo de renormalização Sistemas desordenados Transição de fase Vidro
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Grupo de renormalização | random landscapes | sistemas desordenados | Transições de fase | vidro | Classes de universalidade

Resumo

Uma das grandes maravilhas da física é a sua universalidade: os mesmos princípios aplicados a um sistema podem ser aplicados a outros sistemas díspares do outro lado do universo. Mais incrível ainda é a universalidade presente em fenômenos emergentes de diferentes partes constituintes, por exemplo, o mesmo comportamento crítico é encontrado em ferromagnetos e líquidos. Essa ligação específica é agora bem compreendida em termos do grupo de renormalização do equilíbrio, mas em muitos casos a questão permanece: o que está subjacente ao comportamento universal que surge em sistemas com diferentes partes componentes? Esta questão está na vanguarda da investigação em dois campos aparentemente díspares: sistemas complexos e fenómenos críticos fora do equilíbrio. No primeiro caso, acredita-se que diversos sistemas, incluindo vidros de spin, vidros estruturais, modelos de aprendizado de máquina, redes biológicas e dinâmica evolutiva, compartilhem a fenomenologia "vítrea": dinâmica lenta, muitos estados metaestáveis, envelhecimento, memória, ergodicidade quebrada. No total, a metáfora de uma "paisagem" de custos ou de energia é frequentemente utilizada para raciocinar sobre estas características partilhadas, como em que circunstâncias devem surgir. Mas será que a ideia de paisagem pode ser promovida para mais do que uma metáfora: existem assinaturas estruturais inequívocas que ligam e fazem previsões sobre o comportamento nestes casos díspares? No segundo caso, perder o equilíbrio ou sintonizar-se com estranhos pontos fixos não lineares remove as suposições centrais da técnica do grupo de renormalização e, portanto, exige novos princípios e promessas para produzir um novo comportamento. Podem ser mantidas as suposições padrão sobre a analiticidade, a divisão em variáveis relevantes, irrelevantes e marginais e as características típicas de pontos fixos para fases estáveis e transições de primeira ordem? Exemplos específicos parecem sugerir que não, mas faltam ligações subjacentes entre eles. Estas questões constituem as motivações básicas das minhas propostas de pesquisa. (AU)