Modelos de Heisenberg desde cálculos de primeros principios. Una revisión de metodología.

MATERA J.M.

La Plata

Encuentro; XI Encuentro Informal de Materia Condensada; 2018

La predicción teórica de las fases presentes en los materiales magnéticos es un problema importante en la física de materiales. Debido a la naturaleza cuántica del magnetismo, una descripción exacta requeriría en principio resolver la ecuación de Schrödinger para un sistema de muchos electrones, que resulta computacionalmente intratable. Si bien los cálculos de primeros principios proveen de una herramienta muy poderosa para aproximar propiedades como energías de base y densidades electrónicas, son intrinsecamente incapaces de predecir las complejas superposiciones de estados de espín sobre los átomos magnéticos que se encuentran en los sistemas magnéticos frustrados. Por otro lado, el uso de modelos efectivos de espines localizados, para los que es posible tratar esas superposiciones de estados, requieren como entrada un conjunto constantes de acoplamiento que crece con la complejidad del sistema que se quiere representar. La estrategia usual para determinar estas constantes es compara las energías predichas por el cálculo de primeros principios con la del modelo efectivo, sobre un conjunto de configuraciones de espín, para definir un sistema de restricciones  lineales (sobredeterminadas) sobre las constantes de acoplamiento. Debido al enorme número de posibles configuraciones de espín, en general sólo es posible determinar un número reducido de estas restricciones. En esta charla discutiré algunas ideas sobre cómo elegir en forma eficiente el conjunto de configuraciones de espín para garantizar la estabilidad del sistema de ecuaciones, y un método para - una vez conocidas estas restricciones- determinar el intervalo de confianza en torno a los valores estimados de las constantes de acoplamiento. Finalmente, presentaré un software que permite automatizar estas tareas.