Non-Gaussian tail in the force distribution: a hallmark of correlated disorder in the host media of elastic objects

Autores
Aragón Sánchez, Jazmín; Rumi, Gonzalo Agustín; Cortes Maldonado, Raul; Cejas Bolecek, Néstor René; Puig, Joaquin Roberto; Pedrazzini, Pablo; Nieva, Gladys Leonor; Dolz, Moira Ines; Konczykowski, Marcin; Van Der Beek, Cornelis Jacominus; Kolton, Alejandro Benedykt; Fasano, Yanina
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Inferring the nature of disorder in the media where elastic objects are nucleated is of crucial importance for many applications but remains a challenging basic-science problem. Here we propose a method to discern whether weak-point or strong-correlated disorder dominates based on characterizing the distribution of the interaction forces between objects mapped in large fields-of-view. We illustrate our proposal with the case-study system of vortex structures nucleated in type-II superconductors with different pinning landscapes. Interaction force distributions are computed from individual vortex positions imaged in thousands-vortices fields-of-view in a two-orders-of-magnitude-wide vortex-density range. Vortex structures nucleated in point-disordered media present Gaussian distributions of the interaction force components. In contrast, if the media have dilute and randomly-distributed correlated disorder, these distributions present non-Gaussian algebraically-decaying tails for large force magnitudes. We propose that detecting this deviation from the Gaussian behavior is a fingerprint of strong disorder, in our case originated from a dilute distribution of correlated pinning centers.
Fil: Aragón Sánchez, Jazmín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina
Fil: Rumi, Gonzalo Agustín. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Cortes Maldonado, Raul. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina
Fil: Cejas Bolecek, Néstor René. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Puig, Joaquin Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina
Fil: Pedrazzini, Pablo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Nieva, Gladys Leonor. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
Fil: Dolz, Moira Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Física Aplicada "Dr. Jorge Andrés Zgrablich". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto de Física Aplicada "Dr. Jorge Andrés Zgrablich"; Argentina
Fil: Konczykowski, Marcin. Ecole Polytechnique. Departement Physique. Laboratoire Des Solides Irradies; Francia
Fil: Van Der Beek, Cornelis Jacominus. Ecole Polytechnique. Departement Physique. Laboratoire Des Solides Irradies; Francia
Fil: Kolton, Alejandro Benedykt. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (CAB). Grupo de Teoría de Sólidos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Fasano, Yanina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
Materia
VORTEX MATTER
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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We illustrate our proposal with the case-study system of vortex structures nucleated in type-II superconductors with different pinning landscapes. Interaction force distributions are computed from individual vortex positions imaged in thousands-vortices fields-of-view in a two-orders-of-magnitude-wide vortex-density range. Vortex structures nucleated in point-disordered media present Gaussian distributions of the interaction force components. In contrast, if the media have dilute and randomly-distributed correlated disorder, these distributions present non-Gaussian algebraically-decaying tails for large force magnitudes. We propose that detecting this deviation from the Gaussian behavior is a fingerprint of strong disorder, in our case originated from a dilute distribution of correlated pinning centers.Fil: Aragón Sánchez, Jazmín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; ArgentinaFil: Rumi, Gonzalo Agustín. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cortes Maldonado, Raul. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; ArgentinaFil: Cejas Bolecek, Néstor René. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Puig, Joaquin Roberto. 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Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Dolz, Moira Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Física Aplicada "Dr. Jorge Andrés Zgrablich". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto de Física Aplicada "Dr. Jorge Andrés Zgrablich"; ArgentinaFil: Konczykowski, Marcin. Ecole Polytechnique. 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Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaNature2020-11info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/146554Aragón Sánchez, Jazmín; Rumi, Gonzalo Agustín; Cortes Maldonado, Raul; Cejas Bolecek, Néstor René; Puig, Joaquin Roberto; et al.; Non-Gaussian tail in the force distribution: a hallmark of correlated disorder in the host media of elastic objects; Nature; Scientific Reports; 10; 1; 11-2020; 194522045-2322CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://www.nature.com/articles/s41598-020-76529-winfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1038/s41598-020-76529-winfo:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T10:32:33Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/146554instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 10:32:33.307CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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Fil: Fasano, Yanina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
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