Estudio numérico y analítico de la aparición de orden por desorden en el pirocloro antiferromagnético de Ising

PAMELA C. GURUCIAGA; M. VICTORIA FERREYRA; MARCO TARZIA; LETICIA F. CUGLIANDOLO; SANTIAGO A. GRIGERA; RODOLFO A. BORZI

San Carlos de Bariloche

Congreso; XIV Congreso Regional de Física Estadística y Aplicaciones a la Materia Condensada (TREFEMAC); 2016

Instituto Balseiro

Se conoce como orden por desorden al mecanismo por el cual un sistema con un mínimo de energía libre infinitamente degenerado adquiere orden de largo alcance por el efecto de fluctuaciones, ya sea clásicas o cuánticas. En este trabajo, damos evidencia numérica de la existencia de este fenómeno en un pirocloro de Ising con interacciones antiferromagnéticas a primeros vecinos, y demostramos su existencia analíticamente a través del cluster variational method. En ausencia de campo magnético, el estado fundamental del sistema es ordenado: todos los spines apuntan hacia adentro o hacia afuera de los tetraedros que componen la red, formando en términos del modelo de mancuernas un cristal de monopolos dobles. Un campo lo suficientemente intenso en la dirección [110] puede romper este orden, convirtiendo el estado fundamental en un estado desordenado de monopolos simples en el que tres spines apuntan hacia adentro y uno hacia afuera, y viceversa. En estas condiciones, los monopolos dobles juegan el papel de las excitaciones de menor energía. Realizando un análisis de baja temperatura en la proyección bidimensional de la red de pirocloro, mostramos que son estas excitaciones las que promueven la aparición del orden. Finalmente, mostramos la relevancia de los resultados de este modelo aproximado evaluando la densidad de estados del sistema tridimensional original.