Transições de fase quânticas induzidas por campo magnético e frustração em uma cadeia escada
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/40635 |
Resumo: | As transições de fase quânticas ocorrem no limite de temperatura T → 0 K. Neste caso, não temos mais flutuações térmicas, mas ainda temos flutuações de origem quântica devido ao princípio da incerteza de Heisenberg. Estas flutuações podem levar a uma transição de fase ou destruição da ordem em um sistema ordenado. Neste caso, a transição entre uma fase e outra não é governada pela temperatura, mas por um parâmetro do hamiltoniano, que pode ser um campo magnético ou frustração geométrica. Dentro deste contexto, estão as cadeias de spin do tipo escada, as quais possuem comportamentos físicos fascinantes. Em particular, para cadeias escadas com duas pernas, as transições de fase quânticas entre as fases com e sem gap de excitação podem ser induzidas por meio de um campo magnético. Outras fases e transições podem surgir ao adicionar frustração na cadeia. Esta dissertação consiste no estudo de uma cadeia escada frustrada de spin 1/2, um modelo antiferromagnético unidimensional com interações do tipo Heisenberg. Determinamos as propriedades físicas através de resultados utilizando o grupo de renormalização da matriz densidade. A curva de magnetização apresenta até três platôs, dois platôs inteiros m = 0 e m = 1, e um platô fracionário m = 1/2 relacionado com uma quebra espontânea de simetria. Construímos um diagrama de fases campo magnético versus frustração, e identificamos linhas de transição de segunda ordem e uma linha de transição de primeira ordem. |
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ALMEIDA, Danilo da Silvahttp://lattes.cnpq.br/2847557260487609http://lattes.cnpq.br/7977378392052504MONTENEGRO FILHO, Renê Rodrigues2021-07-22T15:22:38Z2021-07-22T15:22:38Z2021-02-23ALMEIDA, Danilo da Silva. Transições de fase quânticas induzidas por campo magnético e frustração em uma cadeia escada. 2021. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2021.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/40635As transições de fase quânticas ocorrem no limite de temperatura T → 0 K. Neste caso, não temos mais flutuações térmicas, mas ainda temos flutuações de origem quântica devido ao princípio da incerteza de Heisenberg. Estas flutuações podem levar a uma transição de fase ou destruição da ordem em um sistema ordenado. Neste caso, a transição entre uma fase e outra não é governada pela temperatura, mas por um parâmetro do hamiltoniano, que pode ser um campo magnético ou frustração geométrica. Dentro deste contexto, estão as cadeias de spin do tipo escada, as quais possuem comportamentos físicos fascinantes. Em particular, para cadeias escadas com duas pernas, as transições de fase quânticas entre as fases com e sem gap de excitação podem ser induzidas por meio de um campo magnético. Outras fases e transições podem surgir ao adicionar frustração na cadeia. Esta dissertação consiste no estudo de uma cadeia escada frustrada de spin 1/2, um modelo antiferromagnético unidimensional com interações do tipo Heisenberg. Determinamos as propriedades físicas através de resultados utilizando o grupo de renormalização da matriz densidade. A curva de magnetização apresenta até três platôs, dois platôs inteiros m = 0 e m = 1, e um platô fracionário m = 1/2 relacionado com uma quebra espontânea de simetria. Construímos um diagrama de fases campo magnético versus frustração, e identificamos linhas de transição de segunda ordem e uma linha de transição de primeira ordem.CAPESCNPqQuantum phase transitions occur at the temperature limit T → 0 K. In this case, we no longer have thermal fluctuations, but we still have fluctuations which are now of quantum origin due to the Heisenberg uncertainty principle. These fluctuations can lead to a phase transition or destruction of the order in an orderly system. In this case, the transition between one phase and another is not governed by temperature, but by a hamiltonian parameter, which can be a magnetic field or geometric frustration. Within this context, there are spin ladders, which have fascinating physical behavior. In particular, for two-leg ladders, the quantum phase transitions between gapped and gapless phases can be induced by a magnetic field. Other phases and transitions can arise by adding frustration to the ladder. This dissertation consists in the study of a frustrated spin-1/2 ladder, a one-dimensional antiferromagnet model with Heisenberg exchange. We determined the physical properties using the density matrix renormalization group (DMRG) techniques. The magnetization curve can have up to three plateaus, two integer plateaus m = 0 and m = 1, and a fractional plateau m = 1/2 related to a spontaneous symmetry breaking. We constructed the magnetic field versus frustration phase diagram, and identified second-order transition lines and a first-order transition line.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em FisicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessFísica Teórica e ComputacionalTransição de fase quânticaCadeia escada frustradaPlatô de magnetizaçãoTransições de fase quânticas induzidas por campo magnético e frustração em uma cadeia escadainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Danilo da Silva Almeida.pdfDISSERTAÇÃO Danilo da Silva Almeida.pdfapplication/pdf4802211https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/40635/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Danilo%20da%20Silva%20Almeida.pdf2cb875efa7eff2cac67a0948b691036cMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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