Comportamiento crítico en gases granures separados por un pistón

Resumen

Se ha estudiado el comportamiento de dos gases granulares separados por un pistón adiabático. Este problema es una generalización al caso inelástico del problema del pistón de Rayleigh o pistón adiabático. Tanto si el sistema está aislado como si todas las paredes del sistema son vibrantes, el sistema tiene un comportamiento similar al caso elástico, es decir, tras un transitorio, alcanza un estado en el que la posición media del pistón es constante en el tiempo. Sin embargo, a difierencia de lo que ocurre en el caso elástico, cuando los dos gases son iguales, el pistón no siempre ocupa la posición media del sistema. Dicho de otra forma, el sistema exhibe una transición de fase de no equlibrio con una ruptura espontánea de simetría. Un modelo teórico sencillo en el que se desprecian los gradientes en cada gas pero que tiene en cuenta los posibles flujos de energía a través del pistón y las paredes del sistema, permite predecir el comportamiento crítico observado en las simulaciones de dinámica molecular. Por otra parte, se ha analizado el comportamiento dinámico del sistema cerca de las situaciones en las que la posición media del pistón es estacionaria lo que ha permitido determinar la estabilidad de las soluciones posibles.