Estudo de um gelo de spin de kagomé utilizando "tensor renormalization group"

• Processo: 25/21018-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 15 de março de 2026
• Data de Término da vigência: 14 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Eric de Castro e Andrade
• Beneficiário: Elisa Torrecilha Costa Pinto
• Supervisor: Laura Messio
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Université Paris-Sorbonne (Paris 4), França
• Vinculado à bolsa: 25/10895-2 - Gelo de spin de kagomé na presença de um campo magnético externo, BP.IC
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Magnetismo frustrado | Tensor network | Sistemas eletrônicos correlacionados

Resumo

Este projeto tem como objetivo aprofundar nossa investigação sistemática sobre o magnetismo frustrado, com foco na altamente frustrada rede kagomé. A geometria de triângulos que compartilham vértices da rede kagomé suprime o surgimento da ordem magnética de longo alcance, mesmo sob campos externos intensos, o que leva a um estado fundamental degenerado macroscopicamente e altamente correlacionado. Nós propomos uma caracterização detalhada das funções de correlação spin-spin, da entropia do estado fundamental e das propriedades termodinâmicas para elucidar as fases exóticas que emergem neste sistema. Para capturar aspectos realistas dos materiais magnéticos, consideraremos modelos com anisotropias de spin local em diferentes sub-redes, o chamado gelo de spin de kagomé. Mapearemos de forma sistemática as fases não convencionais que surgem da competição entre a anisotropia local e os campos externos. Nossos resultados teóricos serão comparados à fenomenologia observada em compostos candidatos, como o HoAgGe e o Fe4Si2Sn7O16. O projeto se baseará em abordagens de redes de tensores, em particular o grupo de renormalização de tensores (TRG). Este método começa reescrevendo a função de partição da mecânica estatística como uma rede de tensores contraída, onde cada tensor codifica um vértice da rede e sua ordem reflete o número de vizinhos mais próximos. A contração da rede é realizada de forma aproximada através de um procedimento de dizimação no espaço real, semelhante em espírito à renormalização de blocos de spin de Kadanoff. Esta estrutura teórica oferece acesso direto não apenas às propriedades do estado fundamental e às funções de correlação, mas também a quantidades termodinâmicas de temperatura finita com precisão controlada. Combinando essas ferramentas analíticas e numéricas, nosso objetivo é alcançar uma compreensão abrangente da física exótica dos ímãs de kagomé frustrados.