رفتار دمای پایین در مدل نردبان اسپینی

در این پایان نامه رفتار دمای پایین سیستم نردبان دو پای اسپین 2/1 در حضور میدان مغناطیسی یکنواخت مورد بررسی قرار گرفته است. برهم کنش تبادلی بین اسپین ها در هر دو راستای پله ها و پاها از نوع پاد فرومغناطیس انتخاب شده است. یک روش مناسب برای بررسی رفتار سیستم ها انجام آزمایش عددی است. برای انجام یک آزمایش عددی، بایستی هامیلتونی سیستم را به طور عددی قطری کرد. برای این منظور از روش عددی قطری سازی کامل برای به دست آوردن طیف کامل انرژی سیستم استفاده شده است. با استفاده از طیف کامل انرژی سیستم به منظور بررسی ترمودینامیک سیستم، آنتروپی، انرژی داخلی و گرمای ویژه محاسبه و از طرفی اثر مگنتو کالریک نیز بررسی شده است. در این پایان نامه نشان داده شده که در حضور میدان مغناطیسی گرمای ویژه سیستم رفتارهای گوناگونی را نشان می دهد. در میدان مغناطیسی ثابت، ساختاری نوین شامل سه قله در گرمای ویژه نسبت به دما دیده شده است. همچنین گرمای ویژه سیستم نسبت به میدان مغناطیسی اعمال شده نیز رفتارهای فیزیکی بسیار جالبی را نشان می دهد. به ویژه آزمایش عددی ما نشان می دهد که در دماهای نزدیک به صفر مطلق، منحنی گرمای ویژه دارای تقارن آیینه ای است که در توافق بسیار خوبی با نتایج تجربی است. از طرفی میدان مغناطیسی خارجی باعث تغییر نسبتاً بزرگی در آنتروپی سیستمهای اسپینی در دماهای محدود می شود که منجر به اثر مگنتوکالریک (تغییر دما در طی یک فرآیند وامغناطش بی دررو) می شود. علاوه بر این توابع پاسخ اثر مگنتو کالریک نیز مطالعه شده و نتایج به دست آمده نشان دهنده ی این است که در طی یک فرآیند وامغناطش بی دررو، دمای سیستم در مجاورت گذار فازهای کوانتومی کمینه می شود.