I en nyligen publicerad artikel i Fysiska granskningsbrev , forskare från nanomagnetism-gruppen vid nanoGUNE rapporterade hittills okända anomalier nära dynamiska fasövergångar (DPT). Sådana anomalier finns inte i motsvarande termodynamiska fasövergångar (TPT), och utgör således en tydlig skillnad mellan DPT och TPT, även om deras likvärdighet var det viktigaste resultatet av mer än två decenniers forskning av många grupper runt om i världen.

Studiet av dynamiskt beteende och bildning av kinetiskt mönster i interaktiva system är viktigt inom så olika områden som laseremission, bildandet av sanddyner eller hjärnaktivitet. På motsvarande sätt, studiet av icke-jämviktsdynamiska fenomen är av yttersta vikt, och dess detaljerade förståelse är avgörande beroende av lämpliga modeller. En av dessa modeller är den mycket använda kinetiska Ising -modellen (kIM), som kan uppvisa kvalitativt olika typer av dynamiskt beteende, inklusive dynamiska fasövergångar, trots sin enkelhet. Efter mer än två decennier av forskning med hjälp av kIM, konsensus framkom att egenskaperna hos DPT:er verkligen är analoga med TPT:s egenskaper. Det nya arbetet av nanoGUNE-teamet, dock, avslöjade att dessa likheter mellan dynamiska och termodynamiska fasövergångar är mycket mer begränsade än man tidigare trott.

Förvånande, det nyligen publicerade verket rapporterade de mest betydande avvikelserna som skulle inträffa när dynamiken är långsam. Detta är oväntat, eftersom långsam dynamik i allmänhet förstås närma sig termodynamiskt beteende, och de flesta experimentella studier av jämviktsegenskaper är, faktiskt, studier av långsam dynamik, där de yttre parametrarna ändras så långsamt att systemet kan antas vara godtyckligt nära termodynamiska jämviktsförhållanden. Dock, det nya verket av Riego et al. visar att långsamma DPT skiljer sig mycket från konventionella TPT, medan snabba DPT uppvisar den tidigare postulerade fulla ekvivalensen med TPT.

Författarna studerade via experiment och beräkningar det detaljerade beteendet hos ett ferromagnetiskt system som efterliknar kIM när de utsätts för en kombination av ett oscillerande magnetfält med amplitud H0 och period P, och ett konstant förspänningsfält Hb. När fältet sveps snabbt, magnetiseringen M i systemet kan inte följa fältets omkastning och uppvisar därmed ett icke-nollcykelvärdevärde Q =, som är ordningsparametern för det dynamiska tillståndet. Q(P, Hb) diagram över DPT har antagits motsvara M (T, H), diagram för TPT med T och H som temperatur respektive applicerat fält. Samtidigt, känslighetsdiagrammen uppfattades vara identiska, uppvisar en enda skarp topp på grund av känslighetsdivergensen vid den kritiska punkten. Dock, den detaljerade studien av nanoGUNE-forskarna visar nu att det finns onormala ytterligare funktioner för DPT i fall av långsamma dynamiska fasövergångar som uppträder som känslighetssidoband i det paramagnetiska tillståndet, och för vilka det inte finns någon motsvarighet i TPT:er. Endast för snabba DPT, likvärdigheten med TPTs bevaras som kan ses i figuren.