Transição de fase quântica e modelos de spins frustrados

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Previous issue date: 2007-03-15 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM) / In this thesis, we will study the quantum phase transition of frustrated quantum spin
models: (i) van Hemmen model ( S = 1) with transverse and anisotropic biaxial field (ii)
Heisenberg model (S = 1/2 ) with competitive interaction first and second nearest
neighbours (J1-J2 model) (iii) Ising model with transverse field and first magnetic model is
studied to simulate the spin glass properties in real systems like the magnetic susceptibility
cusp. We use the bimodal and gaussian probability distribution for random interactions.
Applying the first-order approximation to decouple the products of exponential of
operators, we calculate free energy and order parameter. Both, the transverse field and
anisotropic transverse field destroy the spin glass order. In the second model, we use the
effective field theory with differential operator technique and effective field renormalization
group (EFRG) formalism. The phase diagrams are determined where are observe
ferromagnetic (F), antiferromagnetic (AF) and superantiferromagnetic (SAF) states. In
case of Heisenberg model in a square lattice at T=0, we have a quantum paramagnetic
state that has been considered as a spin-liquid (SL) state in literature. For a simple cubic
lattice, this spin-liquid state has not been observed. Which shows that the dimension of the
system has influences on the quantum fluctuation at T=0. In the phase diagrams are the
presence of first and second order phase transitions. Finally, are consider the critical
behavior of the frustrated quantum Ising model and at T=0 we have the states with energy
gap proportional to the transverse field intensity. Depending in the frustration parameter
the system also shows first and second order transitions. / Nesta tese estudaremos a transição de fase quântica dos modelos de spins quânticos
frustrados: i) Modelo de van Hemmen de spin S=1 com campo transverso e anisotropia
biaxial; ii) modelo de Heisenberg de spin ½ anisotrópico com interações competitivas
entre primeiros e segundos vizinhos (modelo J1-J2); iii) modelo de Ising com campo
transverso e com interações de primeiros e segundos vizinhos. O primeiro modelo
magnético é estudado para simular as propriedades de vidro de spin em sistemas reais,
como, por exemplo, a cúspide da susceptibilidade magnética. Usamos as densidades de
probabilidades bimodal e gaussiana nas ligações aleatórias. Aplicando a aproximação de
primeira ordem para desacoplar o produto de exponenciais de operadores, calculamos a
energia livre e parâmetro de ordem. Tanto o campo transverso quanto as anisotropias
transversais, individualmente, atuam como agentes de destruição da ordem vidro de spin.
Neste modelo são estudadas transições de fases quânticas de primeira e segunda ordem.
No segundo modelo usamos o formalismo da teoria de campo efetivo via técnica do
operador diferencial e grupo de renormalização na aproximação de campo efetivo
(EFRG). São determinados diagramas de fases, onde observamos os estados
ferromagnético (F), antiferromagnético (AF), superantiferromagnético (SAF) (denominado
de colinear para uma rede quadrada e laminar para uma rede cúbica simples). No caso
Heisenberg numa rede quadrada , em T=0 temos um estado paramagnético quântico que
é sugerido a ser o estado spin-líquido (SL) discutido na literatura. Para a rede cúbica
simples esse estado spin-líquido não foi observado, mostrando que o efeito da
dimensionalidade no sistema influencia nas flutuações quânticas em T=0. Nos diagramas
de fases temos as presenças de transições de primeira e segunda ordem. Finalmente,
tratamos da criticalidade do modelo de Ising quântico frustrado, e em T=0 temos estados
com gap de energia proporcional a intensidade do campo transverso, que dependendo do
parâmetro de frustração o sistema presencia também transições de primeira e segunda
ordem.

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1. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/9242

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Transição de fase quântica

Modelos de spins quânticos frustrados

CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA

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Identifer	oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/9242
Date	15 March 2007
Creators	Azevedo, José Roberto Viana
Contributors	Sousa, José Ricardo de
Publisher	Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Física, UFSCar
Source Sets	IBICT Brazilian ETDs
Language	Portuguese
Detected Language	Portuguese
Type	info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Source	reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR
Rights	info:eu-repo/semantics/openAccess