Fases de baja temperatura del modelo <i>J<SUB>1</SUB> − J<SUB>2</SUB> − J<SUB>3</SUB></i> en la red panal de abejas

Abstract

El objetivo del presente trabajo fue el estudio de las fases de baja temperatura para el modelo J1 − J2 − J3 antiferromagnético en la red panal de abejas con variables de espín tipo Ising, para lo cual se utilizaron diferentes técnicas analíticas y numéricas, desarrollando códigos propios. Se implementaron simulaciones computacionales, en particular simulaciones Monte Carlo mediante el Algoritmo de Metropolis, para estudiar variables como la energía y el calor específico en función de la temperatura. Se realizaron cálculos de integración numérica para estudiar la entropía y se calcularon numéricamente los factores de estructura en el espacio recíproco de las fases de baja temperatura. En el diagrama de fase de baja temperatura se encontraron tres fases ordenadas: una fase de Néel, una que llamamos de Franjas y otra de Pares Alternados. Para cada una de ellas se construyeron parámetros de orden relevantes. Se evidenció un Punto Altamente Frustrado, en J1 = 2J2 = 2J3, que en este caso podría presentar alta degeneración. Se estudiaron sus características a través de las simulaciones, y se encontró entropía residual a baja temperatura. De la misma manera, se estudiaron puntos en las líneas degeneradas, con el objetivo de obtener mayor información sobre el comportamiento del sistema con temperatura en estas zonas. Finalmente, se calculó e interpretó el factor de estructura para varios puntos del diagrama de fase, encontrando consistencia con lo hallado en el estudio de las variables termodinámicas, y brindando una herramienta adicional para distinguir y caracterizar las diferentes fases. En particular, el factor de estructura para el punto altamente frustrado sugeriría que a baja temperatura efectivamente el sistema no se encuentra ordenado, formando un posible "líquido de espín".