Efeitos de flutuações quânticas em um modelo vidro de spin com cluster
Resumo
Este trabalho analisa os efeitos de flutuações quânticas em um sistemas magnético desordenado.
Consideramos um modelo de spins de Ising divididos em clusters com interações
de curto alcance (J0) antiferromagnéticas e interações desordenadas de longo alcance (J)
entre clusters, onde esse sistema é submetido a um campo magnético transverso Γ. O
tratamento analítico do modelo é feito através do método das réplicas e do formalismo
de Trotter que, através da teoria de campo médio com clusters e das aproximações por
simetria de réplicas e estática, permite a obtenção de um modelo efetivo de um único cluster,
que é diagonalizado exatamente. Resultados de quantidades termodinâmicas como
parâmetros de ordem e energia livre são obtidos e, posteriormente, analisados em diagramas
de fases da temperatura versus a razão entre as interações AF e desordenada (J0=J)
para diversas intensidades de Γ. Para Γ =0, encontramos uma transição contínua da fase
paramagnética ao estado vidro de spin com cluster (VSC) quando a temperatura diminui
para desordens mais elevadas (baixas intensidades de J0=J). A partir de um certo valor
de J0=J, o sistema passa a apresentar a fase antiferromagnética (AF), que está separada
por uma transição de primeira ordem da fase VSC. Além disso, nesse regime de desordem
intermediária, existe uma pequena região da transição AF-PM que é de primeira ordem.
Quando Γ é intensificado, as transições de fase PM-AF e PM-VSC decrescem em direção
à pontos críticos quânticos nos regimes de baixa e alta desordem, respectivamente. É interessante
notar que, na região de desordem intermediária, a transição VSC-AF deixa de
ocorrer, sendo encontrada uma fase PM entre os estados VSC e AF, mesmo para temperatura
zero. Além disso, a região de primeira ordem em parte da transição AF-PM passa
a ser de segunda ordem, alterando a criticalidade do sistema para baixas temperaturas.
Nossos resultados mostram que as flutuações quânticas afetam as transições das fases presentes
no modelo, sendo capazes de suprimir e/ou alterar sua criticalidade. Nesse caso, o
presente trabalho sugere um modelo e um possível mecanismo causador da mudança na
criticalidade longe dos pontos críticos quânticos, podendo auxiliar na investigação desse
tópico interessante e recente.
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