Estudo variacional do modelo de Kitaev com spin-1

• Processo: 24/11530-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 20 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 19 de julho de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Eric de Castro e Andrade
• Beneficiário: Carlo de Castro Bellinati
• Supervisor: Hong-Hao Tu
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Ludwig Maximilian University of Munich (LMU Munich), Alemanha
• Vinculado à bolsa: 23/06101-5 - Investigando fases de líquido de spin por meio de funções de onda projetadas, BP.MS
• Assunto(s): Modelo de Kitaev
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Magnetismo frustrado | Marix Product States | modelo de Kitaev | Sistemas eletrônicos fortemente correlacionados

Resumo

Nos últimos anos, muita atenção tem sido dedicada à investigação de fases exóticas da matéria em isoladores spin-órbita de Mott, que são estabilizados devido à combinação de forte acoplamento spin-órbita e correlações eletrônicas. Um exemplo primordial é o líquido de spin de Kitaev para S=1/2, em que os momentos locais fracionam-se em férmions de Majorana e fluxos estáticos Z2. Uma questão natural é se essa fase exótica pode ser generalizada para spins maiores, onde se espera, de modo geral, que as flutuações quânticas diminuam e os estados ordenados sejam favorecidos. Curiosamente, o modelo spin-S de Kitaev retém a estrutura de fluxo estático Z2, indicando que o estado fundamental é sempre um líquido de spin. No entanto, como o modelo para S>1/2 não é mais exatamente solúvel, a natureza precisa dessa fase líquida não é clara. Neste projeto, planejamos caracterizar a natureza desta fase líquida, suas excitações de baixa energia e suas principais instabilidades. Para implementar este programa, resolveremos o modelo por meio de funções de onda projetadas, combinando a construção parton com a abordagem de "Matrix Product States (MPS)". Espera-se que esta abordagem versátil e bem-sucedida forneça um cenário físico claro do problema.