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
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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. 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; ArgentinaFil: 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; ArgentinaFil: 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; 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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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 |
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