Os antiferromagnetos contêm redes ordenadas de átomos e moléculas, cujos momentos magnéticos são sempre apontados em direções exatamente opostas aos de seus vizinhos. Esses materiais são levados à transição para outros, estados quânticos mais desordenados da matéria, ou 'fases, 'pelas flutuações quânticas de seus átomos e moléculas - mas até agora, a natureza precisa desse processo não foi totalmente explorada. Por meio de uma nova pesquisa publicada em EPJ B , Yoshihiro Nishiyama, da Universidade de Okayama, no Japão, descobriu que a natureza da fronteira na qual essa transição ocorre depende da geometria do arranjo da rede de um antiferromagneto.

A descoberta de Nishiyama pode permitir aos físicos aplicar antiferromagnetos em uma ampla variedade de contextos dentro da física quântica e material. Seus cálculos diziam respeito à 'fidelidade' dos materiais, que se refere, neste caso, ao grau de sobreposição entre os estados básicos de seus componentes de rede em interação. Além disso, a 'suscetibilidade' de fidelidade descreve o grau em que essa sobreposição é influenciada por um campo magnético aplicado. Uma vez que a suscetibilidade é impulsionada por flutuações quânticas, pode ser expresso na linguagem da mecânica estatística - descrevendo como as observações macroscópicas podem surgir das influências combinadas de muitas vibrações microscópicas. Isso o torna uma prova útil de como as transições de fase do antiferroímã são impulsionadas por flutuações quânticas.

Usando técnicas matemáticas avançadas, Nishiyama calculou como a suscetibilidade é afetada por campos magnéticos "imaginários" - que não influenciam o mundo físico, mas são cruciais para descrever a mecânica estatística das transições de fase. Ao aplicar esta técnica a um antiferroímã arranjado em uma estrutura de favo de mel, ele revelou que a transição entre momentos magnéticos anti-alinhados, e um estado de desordem, ocorre através de um limite com uma forma diferente daquela associada à mesma transição em uma rede quadrada. Ao esclarecer como o arranjo geométrico dos componentes da rede tem uma influência sutil neste ponto de transição, O trabalho de Nishiyama pode promover a compreensão dos físicos sobre a mecânica estatística dos antiferromagnetos.