Modelo de rotação - Spin model

Um modelo de spin é um modelo matemático usado em física principalmente para explicar o magnetismo . Os modelos de spin podem ser clássicos ou de natureza quântica . Modelos de spin têm sido estudados na teoria quântica de campos como exemplos de modelos integráveis . Os modelos de spin também são usados ​​na teoria da informação quântica e na teoria da computabilidade na ciência da computação teórica . A teoria dos modelos de spin é um tópico abrangente e unificador que abrange muitos campos.

Introdução

Em materiais comuns, os momentos de dipolo magnético de átomos individuais produzem campos magnéticos que se cancelam, porque cada dipolo aponta em uma direção aleatória. Materiais ferromagnéticos abaixo de sua temperatura de Curie , no entanto, exibem domínios magnéticos nos quais os momentos dipolares atômicos estão localmente alinhados, produzindo um campo magnético macroscópico diferente de zero do domínio. Esses são os "ímãs" comuns com os quais estamos familiarizados.

O estudo do comportamento de tais "modelos de spin" é uma área próspera de pesquisa na física da matéria condensada . Por exemplo, o modelo de Ising descreve spins (dipolos) que têm apenas dois estados possíveis, para cima e para baixo, enquanto no modelo de Heisenberg o vetor de spin pode apontar em qualquer direção. Em certos ímãs, os dipolos magnéticos são livres apenas para girar em um plano 2D, um sistema que pode ser descrito adequadamente pelo chamado modelo xy .

A falta de uma teoria unificada do magnetismo força o cientista a modelar os sistemas magnéticos teoricamente com um, ou uma combinação desses modelos de spin, a fim de compreender o comportamento intrincado das interações magnéticas atômicas. A implementação numérica desses modelos levou a vários resultados interessantes, como pesquisas quantitativas na teoria das transições de fase .

Quantum

Um modelo de spin quântico é um modelo hamiltoniano quântico que descreve um sistema que consiste em spins interagindo ou não e são uma área ativa de pesquisa nos campos de sistemas eletrônicos fortemente correlacionados , teoria da informação quântica e computação quântica . Os observáveis ​​físicos nesses modelos quânticos são, na verdade, operadores em um espaço de Hilbert agindo em vetores de estado em oposição aos observáveis ​​físicos nos modelos de spin clássicos correspondentes - como o modelo de Ising - que são variáveis comutativas .


Veja também

Referências

Bibliografia

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