16 d’octubre. Sessió pública inaugural del curs acadèmic 2025-26

Dijous 16 d’octubre de 2025 a les 18:00h tindrà lloc la Sessió pública inaugural del curs acadèmic 2025-26 a càrrec de l’Excm. Sr. Antoni Planes i Vila. (Secció 2ª Física) qui llegirà una memòria intitulada: «Criticalitat en processos intermitents».

Molts fenòmens a la natura tenen lloc de manera intermitent en el temps. En aquest treball ens interessem per una classe de sistemes complexos amb graus de llibertat espacials i temporals, que responen a petits canvis d’un estímul extern a través d’esdeveniments discrets, denominats allaus, que es produeixen estocàsticament en una àmplia gamma de mides, durades i energies que poden variar en molts ordres de magnitud. Es tracta, doncs, de sistemes altament no lineals que evolucionen lluny de l’equilibri i que posen de manifest un cert tipus de criticalitat, sovint coneguda com a criticalitat d’allaus. A la pràctica, el comportament crític es revela pel fet que les propietats de les allaus presenten distribucions de probabilitat en forma de lleis de potències que reflecteixen l’absència d’escales característiques i que, per tant, posen de manifest la propietat d’invariància d’escales dels processos considerats. En aquest treball descriu el comportament intermitent d’una gran varietat de sistemes, que van des de les transicions de fase en materials ferroics fins a processos neurològics, passant per la sismicitat terrestre i el comportament de la lluminositat d’alguns estels. Es fa èmfasi en el fet que en tots aquests sistemes les allaus mostren un comportament estadístic molt similar, que es pot estudiar dins d’un marc teòric unificat.

Des d’aquest punt de vista, es comparen detalladament els processos de terratrèmols terrestres i els de terratrèmols de laboratori en materials porosos sota compressió. Per altra banda es destaca que tots aquests sistemes tenen en comú el fet de ser altament heterogenis, descrits per un paisatge energètic amb múltiples mínims separats per barreres energètiques molt elevades, la qual cosa suposa que les fluctuacions tèrmiques no tinguin una influència significativa en la seva dinàmica i que, per tant, només puguin evolucionar a través d’una dinàmica atèrmica quan s´on conduïts per un camp extern. Aquest comportament s’analitza en el marc de dos models teòrics diferents. El primer parteix de la idea que el sistema té capacitat d’autoorganitzar-se fins a assolir un estat estacionari en el qual evoluciona a través d’allaus de totes les mides, mentre que en el segon se suposa que la criticalitat està induïda per fluctuacions del desordre associades a les heterogeneïtats intrïnseques del sistema, que juguen un paper similar a les fluctuacions tèrmiques en els problemes d’equilibri. En aquest segon cas, el grau de desordre ha de tenir un valor adequat, ni massa petit ni massa gran, per tal que el sistema mostri un comportament crític. Tot i que no sempre és evident que es pugui classificar un sistema donat en un d’aquests dos marcs, s’argumenta que el problema es pot analitzar en el cas dels processos d’allaus en alguns materials ferroelàstics, ja que en aquests sistemes la influència del grau de desordre, de la simetria i del mode de conducció es pot estudiar de manera ben controlada.

Els resultats obtinguts suggereixen que el fet que molts sistemes que presenten criticalitat d’allaus semblen trobar-se en aquest estat d’una manera natural sense que s’observi una evolución clara cap al comportament crític, es pot explicar suposant que els dos mecanimes actuen simultàniament per mitjà d’una autoorganització del desordre que genera el grau i la distribució necessaris per assolir l’estat crític definit per l’absència d’escales característiques. El resultat important és que l’estat crític és un estat estacionari que s’assoleix a través de la minimització de la dissipació d’energia en el procés. Finalment es destaca la rellevància d’aquests estudis, tant des d’un punt de vista bàsic per aconseguir un coneixement més profund de la dinàmica dels sistemes desordenats, com d’una manera aplicada, especialment en relació amb la predicció de fenòmens destructius, com ara els terratrèmols i per al desenvolupament de materials amb propietats funcionals dissenyades ad hoc per mitjà del control del desordre.