Fases críticas y masivas vbs en sistemas cuánticos fuertemente correlacionados

• Autores: Javier Almeida Linares
• Directores de la Tesis: Miguel Ángel Martín-Delgado Alcántara (dir. tes.), Germán Sierra Rodero (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2009
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Guinea López (voc.)
• Materias:
  • Física
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• Resumen

  • Los denominados sistemas cuánticos fuertemente correlacionados son un tipo particular de sistemas en los cuales las interacciones que toman parte en ellos, independientemente de su magnitud, los conducen a un régimen físico alejado del habitual líquido de Fermi. Este tipo de comportamiento se produce en sistemas de muy baja dimensionalidad y en la física actual de la materia condensada juegan un papel fundamental en áreas tales como la superconductividad de alta temperatura, magnetismo cuántico y conductores de baja dimensionalidad En esta tesis hemos estudiado distintas configuraciones de espines cuánticos interaccionando entre ellos principalmente mediante interacciones de tipo Heisenberg. En concreto hemos realizado estudios rigurosos de la escalera de Heisenberg de dos cadenas y acoplos ferro- y antiferro-magnéticos, así como de distintas configuraciones de escaleras dimerizadas compuestas por tres cadenas. La elección de dichos sistemas no es arbitraria sino que se debe a que to dos ellos poseen propiedades de criticalidad cuántica. Esto es, dichos sistemas poseen líneas críticas en sus diagramas de fase en los cuales se producen transiciones de fase cuánticas. Dichas transiciones se producen a temperatura cero y el mecanism o que las induce son las fluctuaciones cuánticas del sistema.

    Por otra parte, en el trabajo de esta tesis hemos estudiado en profundidad la naturaleza del estado fundamental en las distintas regiones del diagrama de fases de cada modelo. En este sentido hemos establecido con claridad que dichas fases poseen el ordenamiento cuántico propio de los llamados sólidos de enlaces de valencia: se trata de fases masivas en las cuales el estado fundamental está separado por un intervalo finito de energía del resto del espectro. Además el orden intrínseco de estos estados es de naturaleza topológica en el sentido que sólo puede ser caracterizado empleando parámetros de orden no locales. Una parte importante del trabajo de la tesis consiste precisamente en la caracterización de estas fases haciendo uso de los llamados parámetros de orden de secuencia y de torsión, los cuales están íntimamente asociados al concepto de sólido de enlaces de valencia.

    En el último trabajo publicado en esta tesis hemos abordado un modelo muy concreto que describe una determinada nano-molécula magnética compuesta por pocos átomos. En este contexto hemos establecido que su estado fundamental también posee la estructura de un sólido de enlaces de valencia...