Spin Glass Phenomenology in Frustrated Magnetic Spinners

Os vidros de spin são sistemas magnéticos caracterizados por desordem na força das suas interações, cuja complexidade impede que sejam estudados recorrendo a métodos convencionais. Foram desenvolvidos formalismos teóricos para estudar as suas paisagens energéticas, mas a validação dos resultados torna-se um desafio na ausência de sistemas físicos macroscópicos para testar propriedades através de observação direta.

Este trabalho visa estudar a paisagem energética de configurações macroscópicas de spinners magnéticos numa rede, procurando observar se exibem fenomenologia de vidro de spin, comparando observações físicas com resultados das simulações. Serão estudados estados fundamentais e metaestáveis, assumindo que a razão entre a energia de ativação de um evento e a energia térmica é suficientemente grande para congelar o sistema em mínimos locais.

O estudo de linhas de spinners concluiu que o número de estados encontrados cresce exponencialmente com o tamanho do sistema, uma propriedade dos vidros de spin. Simulações de redes hexagonais, tetragonais e ortorrômbicas mostraram que, em sistemas maiores do que spinners, os valores de energia por spinner dos estados formam distribuições Gaussianas com média constante e desvio padrão a tender para zero, à medida que o tamanho do sistema aumenta, resultando em sistemas infinitos cujas configurações estacionárias possuem um único valor de energia por spinner.

Os conjuntos de estados exibem estrutura cada vez mais ultramétrica, quando se consideram métricas locais específicas. Assim, estes sistemas revelam apresentar fenomenologia vítrea. Trabalhos futuros centrar-se-ão na dinâmica, para explorar todos os estados possíveis em que um vidro de spin pode ser observado.