Resumo |
A transição de colapso (coil-globule) em polímeros tem sido amplamente estudada nas últimas décadas. Essa transição (contínua) ocorre quando variamos a temperatura de um polímero diluído em um solvente pobre, onde o polímero passa de uma fase estendida (coil - em T > Tc) para uma fase colapsada (globule - em T < Tc). Na temperatura de transição Tc, os expoentes críticos entrópico gamma, métrico nu e de crossover phi, assumem os seguintes valores gamma=8/7, nu=4/7 e phi=3/7 em duas dimensões, e gamma=1, nu=1/2 e phi=1/2 em três dimensões. Este problema é, geralmente, modelado por caminhadas aleatórias auto-excludentes com interação atrativa entre monômeros em sítios primeiros vizinhos na rede (self-avoiding self-attracting walks - SASAW's). Neste trabalho, estudamos SASAW's onde, além da interação entre primeiros vizinhos, interações entre segundos vizinhos também são consideradas. Simulações de Monte Carlo do modelo foram realizadas utilizando o algorítimo PERM (Pruned-enrichment Rosenbluth method) nas redes quadrada e cúbica. Estudamos caminhadas com até 5000 monômeros para diversos valores de energias de interação entre primeiros e segundos vizinhos, construindo, assim, o diagrama de fases para a transição de colapso em duas e três dimensões. Em ambas as dimensões estudadas obtivemos uma linha tricrítica separando as fases coil e globule, onde os expoentes críticos encontrados estão em ótimo acordo com os valores acima para a classe SASAW. Isso sugere que essa classe de universalidade é muito robusta, aparecendo mesmo em casos onde as interações entre primeiros ou segundos vizinhos é repulsiva. No intervalo de temperatura estudado, tanto em duas quanto em três dimensões, não encontramos outras transições como, por exemplo, uma transição de primeira ordem para uma fase cristalina, típica de polímeros semi-flexíveis. Essa transição poderia ser esperada em nosso modelo, uma vez que a interação repulsiva entre monômeros segundos vizinhos é semelhante à uma energia de dobra, considerada em modelos para polímeros semi-flexíveis. No diagrama de fases para a rede quadrada observamos um comportamento aproximadamente linear da linha de pontos tricríticos. Tal comportamento foi observado recentemente nesse modelo por Lee et al. [Phys. Rev. E 87, 052601 (2013)], estudando os zeros da função de partição para caminhadas com até 36 monômeros na rede quadrada. |