ľ�ϸ���Ӱ��

In microscopische systemen reageren deeltjes voortdurend met elkaar. Daarbij verliezen ze energie aan de omgeving in de vorm van warmte. Dit energieverlies heeft twee effecten: willekeurige schommelingen (ruis) en wrijving (dissipatie). Opmerkelijk genoeg onthoudt die wrijving wat er eerder is gebeurd. Dat geheugen beschrijven we met een wiskundige techniek: de fractionele afgeleide. Afhankelijk van het soort geheugen kunnen er verschillende natuurkundige fenomenen ontstaan.

We hebben deze fractionele dissipatie toegepast op twee belangrijke systemen. Eerst bestudeerden we een model van een vloeistof. We vonden dat de vloeistof kon overgaan in een glas, een nieuwe “tijdglas”-fase, en vervolgens in een marginaal glas. Daarmee konden we vier verschillende toestanden van materie beschrijven met één enkele vergelijking. We lieten ook zien dat diezelfde vergelijking in andere systemen voorkomt.

Vervolgens onderzochten we microscopische magneten, spins genoemd, en vonden een nieuwe wiskundige vergelijking die beschrijft hoe magnetisatie in een materiaal verandert over de tijd. We stelden een nieuw experiment voor waarmee je het soort geheugen in zulke magnetische systemen kunt meten.

Tot slot bestudeerden we magnetische systemen met fractale vormen, complexe zelfherhalende patronen, die ook veel in de natuur voorkomen. Omdat de deeltjes daarin over grote afstanden op elkaar reageren, is het lastig om zulke systemen door te rekenen. Door de vorm als origami op te vouwen, ontwikkelde we een nieuwe methode, SIM-GRAPH, waarmee de rekentijd bijvoorbeeld daalde van dagen naar minuten. Zo konden we grotere systemen analyseren en zagen we dat de magnetisatie vaak stabiele patronen vormt, waarbij een geheel aantal spins omhoog staat.

LET OP: Als een kandidaat een lekenpraatje houdt, start de livestream een kwartier eerder.