Dinámica de los hielos de spin con campo magnético aplicado

GURUCIAGA, P. C,; PILI, L.; SLOBINSKY, D.; BOYERAS, S.; GRIGERA, S. A.; BORZI, R. A.

Buenos Aires

Encuentro; Reunión Anual de la Asociación de Física de Argentina; 2018

Los materiales conocidos como hielos de spin son sistemas magnéticos frustrados por la geometría de la red cristalina. Como pasa con el desorden protónico en el hielo, el desorden magnético a baja temperatura lleva a una entrop´ıa residual finita y extensiva. Un campo magnético aplicado promueve el orden de de los momentos magnéticos, pero la anisotropía del cristal puede hacer que parte del desorden persista, cambiando incluso la dimensionalidad efectiva del sistema (desorden dentro de planos desacoplados, cadenas ordenadas pero desordenadas entre sí, etc.). En los hielos de spin la naturaleza del desorden a T = 0 es tal que el campo de spines definido sobre la red se asemeja a un campo electrostático en el vacío. Las excitaciones de su estado fundamental exponencialmente degenerado son locales (las fuentes y sumideros de ese campo), asimilables a partículas o ?monopolos? que se atraen Coulombianamente. No sólo la termodinámica, sino que también la dinámica de esos sistemas es peculiar. La existencia de un campo de gauge emergente hace que la rotación de los spines pueda ser entendida como la creación, destrucción o movimiento de estos monopolos. Existen numerosos estudios de la dinámica de los hielos de spin, aunque la gran mayor´ıa se concentra en medidas sin campo magnético aplicado o en muestras policristalinas. En este trabajo estudiamos mediante simulaciones computacionales, y medidas experimentales de magnetización y susceptibilidad ac a baja temperatura, cómo se afecta la dinámica de los spines al aplicar un campo magn´etico en distintas direcciones cristalográficas. Nos concentraremos particularmente en entender el rol de la densidad de monopolos y el cambio de la dimensionalidad efectiva del sistema en la evolución de la temperatura de bloqueo del sistema.