Вращающееся стекло
-
Фазы и фазовые переходы
- Фазы: твердый, жидкость, газ, плазма, конденсат Бозе-Эйнштейна, бозе-газ, фермионный конденсат, ферми-газ, ферми-жидкость, сверхтвердый, сверхтекучесть, жидкость Латтингера, временной кристалл
- Фазовые переходы: QCP (контроль качества), структура электронного диапазона, плазма, изолятор, изолятор Мотта, полупроводник, полуметалл, проводник, сверхпроводник, термоэлектрический, пьезоэлектрический, сегнетоэлектрик, топологический изолятор, полупроводник без спиновых щелей, квантовый эффект Холла, вращающийся эффект Холла, эффект Кондо, диамагнетик, супердиамагнетик, парамагнетик, суперпарамагнетик, ферромагнетик, антиферромагнетик-метамагнетик, вращающееся стекло, фонон, экситон, плазмон, поляритон, полярон, магнон, ротон, аморфное твердое вещество, коллоидный, гранулированный материал, жидкий кристалл, полимер, ван-дер-Ваальс, Оннес, фон Лауэ, Брэгг, Дебай, Блох, Онзагер, Мотт, Пайерлс, Ландау, Латтингер, Андерсон, Ван Флек, Хаббард, Шокли, Бардин, Бондарь, Шриффер, Джозефсон, Луи Неэль, Эсаки, Гяевер, Кон, Каданов, Рыболов, Уилсон, фон Клитцинг, Бинниг, Рорер, Беднорц, Мюллер, Лафлин, Стермер, Ян, Цуй, Абрикосов, Гинзбург, Леггетт, Паризи, Веттерих, Пердью
-
Спиновое стекло
- Спиновое стекло — магнитное состояние с хаотичным поведением спинов при температуре замерзания Tf
- В отличие от ферромагнетика, спины в спиновом стекле расположены случайным образом
- Спиновое стекло не следует путать с вращающимся стеклом, которое представляет собой тонкую пленку на основе SiO2
- Спиновые стекла имеют нарушенные взаимодействия, создающие метастабильные структуры
-
Магнитное поведение
- При температуре выше Tc спиновое стекло проявляет парамагнетизм
- При охлаждении до Tc намагниченность увеличивается по закону Кюри
- При достижении Tc намагниченность остается постоянной, затем медленно уменьшается
- Спиновые стекла отличаются от ферромагнитных материалов остаточной намагниченностью
-
Модель Эдвардса-Андерсона
- Модель Изинга с взаимодействиями между ближайшими соседями
- При низких температурах наблюдается стеклообразная фаза
- Гамильтониан включает переменные связи, описывающие магнитные взаимодействия
- При расчете свободной энергии обнаруживается фаза спинового стекла с исчезающей намагниченностью и ненулевой корреляционной функцией
-
Модель Шеррингтона-Киркпатрика
- Модель Ising с ферро- и антиферромагнитными муфтами с большим радиусом действия
- Гамильтониан похож на модель Эдвардса-Андерсона, но с бесконечным радиусом взаимодействия
- Равновесное решение найдено Джорджио Паризи в 1979 году
- Модель описывает медленную динамику намагниченности и сложное неэргодическое состояние равновесия
-
Строгое доказательство решения Parisi
- Франческо Гуэрра и Мишель Талагран представили строгое доказательство правильности решения Parisi.
-
Фазовая диаграмма модели SK
- В 1979 году де Алмейда и Таулесс обнаружили, что модель SK становится нестабильной при низкой температуре и слабом магнитном поле.
- Фазовая диаграмма модели SK состоит из двух частей, разделенных кривой де Алмейды-Таулесса.
-
Модель с бесконечным радиусом действия
- Модель бесконечного радиуса действия обобщает модель SK, рассматривая p-спиновые взаимодействия.
- В пределе p → ∞ модель известна как модель случайной энергии.
-
Неэргодическое поведение и приложения
- Спиновые стекла демонстрируют неэргодическое поведение при температурах ниже точки замерзания.
- Неэргодические состояния полезны для понимания поведения нейронных сетей и решения задач оптимизации.
-
История и открытие
- В 1930-х годах был обнаружен эффект Кондо, который позже был связан с разбавленными магнитными атомами.
- В 1972 году Каннелла и Мидош наблюдали спиновое стекло в AuFe.
-
Модель Шеррингтона-Киркпатрика
- Шеррингтон и Киркпатрик предложили модель SK в 1975 году.
- Метод репликации был признан правильным, но потребовались дополнительные параметры порядка.
-
Приложения
- Формализм теории репликативного среднего поля применяется в нейронных сетях и информатике.
- Модели спинового стекла с короткими интервалами фрустрированных взаимодействий изучаются с помощью моделирования методом Монте-Карло.
-
Междисциплинарный характер
- Теория спинового стекла нашла применение в физике конденсированных сред, информатике, теоретической биологии и эконофизике.
- Модели из вращающегося стекла адаптированы к модели сворачивающейся воронки для сворачивания белков.