PARADOXO FERMI-PASTA-ULAM-TSINGOU

Resumo

O paradoxo Fermi - Pasta - Ulam - Tsingou (FPUT) surgiu em 1955 no estudo de um sistema dinâmico não linear, em que o objetivo era avaliar a evolução para o equilíbrio térmico. Trata-se de um sistema mecânico unidimensional massa-mola com N partículas em que a interação entre massas vizinhas é feita por forças lineares e não lineares. O paradoxo FPUT surge porque não se observa equipartição de energia nos modos de vibração, como acontece se a interação entre massas vizinhas for por forças lineares, ou seja, do tipo da Lei de Hooke. Estudos experimentais e simulações numéricas mostraram que a energia é redistribuída de forma não uniforme entre os modos, o que ficou conhecido como o paradoxo FPUT. No entanto, o sistema tem, no limite de pequena amplitude, solução exata dada por uma onda do tipo sóliton de Korteweg- De-Vries, KdV, que são ondas solitárias, localizadas, que se propagam por longas distâncias conservando sua configuração e velocidade iniciais. O objetivo deste trabalho é reproduzir a simulação do paradoxo na linguagem Python dos modos de vibração de energia deste sistema, a partir da energia total.