Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Модель спина - это математическая модель, используемая в физике в первую очередь для объяснения магнетизма . Спиновые модели могут быть классическими или квантово- механическими. Спиновые модели изучаются в квантовой теории поля как примеры интегрируемых моделей . Спиновые модели также используются в квантовой теории информации и теории вычислимости в теоретической информатике . Теория спиновых моделей - это далеко идущая и объединяющая тема, которая затрагивает многие области.

Введение [ править ]

В обычных материалах магнитные дипольные моменты отдельных атомов создают магнитные поля, которые нейтрализуют друг друга, потому что каждый диполь указывает в случайном направлении. Однако ферромагнитные материалы при температуре ниже их температуры Кюри демонстрируют магнитные домены, в которых атомные дипольные моменты выровнены локально, создавая макроскопическое ненулевое магнитное поле из домена. Это обычные «магниты», с которыми все мы знакомы.

Изучение поведения таких «спиновых моделей» - процветающая область исследований в физике конденсированного состояния . Например, модель Изинга описывает спины (диполи), которые имеют только два возможных состояния: вверх и вниз, тогда как в модели Гейзенберга вектор спина может указывать в любом направлении. В некоторых магнитах магнитные диполи могут свободно вращаться только в двумерной плоскости, система, которая может быть адекватно описана так называемой xy-моделью .

Отсутствие единой теории магнетизма [1] вынуждает ученых теоретически моделировать магнитные системы с помощью одной или комбинации этих спиновых моделей, чтобы понять сложное поведение атомных магнитных взаимодействий. Численная реализация этих моделей привела к ряду интересных результатов, таких как количественные исследования в теории фазовых переходов .

Quantum [ править ]

Модель квантового спина является квантовая гамильтонова модель , которая описывает систему , которая состоит из спинов либо взаимодействующих или нет , и являются активной областью исследований в области сильно коррелированных электронных систем, теории квантовой информации и квантовых вычислений . [2] В физических наблюдаемых в этих квантовых моделях на самом деле операторы в гильбертовом пространстве , действующее на векторах состояния , в отличие от физических наблюдаемых в соответствующих классических спиновых моделях - как в модели Изинга - которые коммутирующие переменные.


См. Также [ править ]

  • Модель ANNNI
  • Анзац Бете
  • Модель Изинга
  • Классическая модель Гейзенберга
  • Квантовая модель Гейзенберга
  • Модель Хаббарда
  • J1 J2 модель
  • Курамото модель
  • Магнетизм
  • Модель Маджумдара – Гоша
  • Модель Поттса
  • модель tJ
  • Квантовая модель ротора
  • Вращение
  • Жесткость вращения
  • Спиновые волны
  • XY модель
  • Уравнение Янга – Бакстера
  • ZN модель

Ссылки [ править ]

  1. ^ Нолтинг, Вольфганг; Рамакант, Анупуру (2009). Квантовая теория магнетизма . Берлин Гейдельберг: Springer-Verlag. ISBN 9783540854159.
  2. ^ Майкл Нильсен и Исаак Чуанг (2000). Квантовые вычисления и квантовая информация . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-63503-9. OCLC  174527496 .

Библиография [ править ]

  • Бете, Х. (март 1931 г.). "Zur Theorie der Metalle". Zeitschrift für Physik . 71 (3–4): 205–226. Bibcode : 1931ZPhy ... 71..205B . DOI : 10.1007 / BF01341708 . S2CID  124225487 .
  • RJ Baxter, Точно решаемые модели в статистической механике , Лондон, Academic Press, 1982 [1]
  • Аффлек, Ян ; Марстон, Дж. Брэд (1 марта 1988 г.). «Предел больших n модели Гейзенберга-Хаббарда: последствия для высокотемпературных сверхпроводников». Physical Review B . 37 (7): 3774–3777. Bibcode : 1988PhRvB..37.3774A . DOI : 10.1103 / PhysRevB.37.3774 . PMID  9944997 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Введение в классические модели и модели спина Изинга
  • Квантовая теория поля систем многих тел [ постоянная мертвая ссылка ]
  • Институт квантовой информации Caltech