Πώς συμπεριφέρονται τα ηλεκτρόνια σε κβαντικά κρίσιμα σιδηρομαγνήτες;
Κβαντική κριτική:
Στο QCP, το σύστημα υφίσταται μια συνεχή μετάβαση φάσης που οδηγείται από κβαντικές διακυμάνσεις, αντί από θερμικές διακυμάνσεις όπως στα κλασικά κρίσιμα φαινόμενα. Αυτή η κβαντική κρισιμότητα δημιουργεί ασυνήθιστες ηλεκτρονικές ιδιότητες και συμπεριφορές κλιμάκωσης.
Οι διακυμάνσεις των περιστροφών ηλεκτρονίων:
Οι κβαντικές κρίσιμες σιδηρομαγνήτες παρουσιάζουν ισχυρές διακυμάνσεις περιστροφής λόγω της εγγύτητας με τη μαγνητική αστάθεια. Αυτές οι διακυμάνσεις περιστροφής περιλαμβάνουν την αυθόρμητη αναστροφή των περιστροφών ηλεκτρονίων, οδηγώντας σε μείωση της συνολικής μαγνητικής ροπής. Οι διακυμάνσεις των περιστροφών γίνονται όλο και πιο εμφανείς καθώς το σύστημα προσεγγίζει το QCP.
Τα ηλεκτρόνια:
Σε πολλές κβαντικές κρίσιμες σιδηρομαγνήτες, τα ηλεκτρόνια που είναι υπεύθυνα για τον μαγνητισμό είναι πλανόδιες, που σημαίνει ότι μπορούν να κινούνται ελεύθερα σε όλο το υλικό. Αυτά τα ηλεκτρόνια είναι έντονα συσχετισμένα και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω διαφόρων κβαντικών μηχανικών αλληλεπιδράσεων, όπως οι αλληλεπιδράσεις ανταλλαγής και η απόρριψη Coulomb.
Μη σε FERMI υγρή συμπεριφορά:
Η συμπεριφορά των ηλεκτρονίων σε κβαντικές κρίσιμες σιδηρομαγνήτες συχνά αποκλίνει από τη συμβατική υγρή εικόνα Fermi, η οποία περιγράφει τα ηλεκτρόνια στα μέταλλα ως οιονεί σωματίδια με καλά καθορισμένες ενέργειες και στιγμές. Αντ 'αυτού, τα κβαντικά κρίσιμα συστήματα παρουσιάζουν μη-FERMI υγρή συμπεριφορά, όπου η έννοια του quasiparticle καταρρέει και οι ηλεκτρονικές διεγέρσεις έχουν ανώμαλες ιδιότητες.
Μαγνητική κλιμάκωση και καθολικότητα:
Οι κβαντικές κρίσιμες σιδηρομαγνήτες συχνά εμφανίζουν συμπεριφορά κλιμάκωσης, όπου φυσικές ιδιότητες όπως η μαγνητική ευαισθησία, η συγκεκριμένη θερμότητα και η αντίσταση δείχνουν εξάρσεις ισχύος από τη θερμοκρασία ή το μαγνητικό πεδίο. Αυτές οι συμπεριφορές κλιμάκωσης είναι καθολικές, που σημαίνει ότι είναι ανεξάρτητες από μικροσκοπικές λεπτομέρειες και εξαρτώνται μόνο από τη διαστασιότητα και τη συμμετρία του συστήματος.
Κβαντικό κρίσιμο σημείο:
Στο QCP, η μαγνητική σειρά εξαφανίζεται εντελώς και το σύστημα γίνεται κλίμακα-αμετάβλητη. Αυτό σημαίνει ότι οι φυσικές ιδιότητες του συστήματος είναι ανεξάρτητες από την κλίμακα μήκους, οδηγώντας σε αυτο-παρόμοια συμπεριφορά. Το QCP είναι ένα μοναδικό σημείο όπου οι διάφορες κβαντικές διακυμάνσεις αποκλίνουν, δημιουργώντας κρίσιμα φαινόμενα.
Αναδυόμενα φαινόμενα:
Τα κβαντικά κρίσιμα σιδηρομαγνήτες μπορούν να φιλοξενήσουν διάφορα αναδυόμενα φαινόμενα, όπως η μη συμβατική υπεραγωγικότητα, τα κβαντικά υγρά περιστροφής και η τοπολογική τάξη. Αυτά τα φαινόμενα δεν υπάρχουν στις διατεταγμένες ή παραμαγνητικές φάσεις και προκύπτουν αποκλειστικά λόγω της κβαντικής κρίσιμης φύσης του συστήματος.
Η μελέτη των ηλεκτρονίων σε κβαντικά κρίσιμα σιδηρομαγνήτια είναι ένας ενεργός τομέας έρευνας στη φυσική συμπυκνωμένη ύλη, με συνέπειες για την κατανόηση των θεμελιωδών κβαντικών φαινομένων, των εξωτικών φάσεων της ύλης και της συμπεριφοράς των έντονα συσχετισμένων ηλεκτρονίων.
