Em ferromagnetos quânticos críticos, o comportamento dos elétrons é significativamente influenciado pela interação de flutuações quânticas e interações magnéticas perto de um ponto crítico quântico (QCP). Esta região marca uma transição entre um estado ordenado magneticamente e um estado paramagnético, onde a ordem magnética de longo alcance desaparece devido a efeitos quânticos. Aqui estão algumas características principais sobre o comportamento dos elétrons em ferromagnetos quânticos críticos:
Criticidade Quântica:
No QCP, o sistema passa por uma transição de fase contínua impulsionada por flutuações quânticas, em vez de flutuações térmicas como nos fenômenos críticos clássicos. Essa criticidade quântica dá origem a propriedades eletrônicas e comportamentos de escala incomuns.
Flutuações de rotação do elétron:
Ferromagnetos críticos quânticos exibem fortes flutuações de spin devido à proximidade com a instabilidade magnética. Essas flutuações de spin envolvem a inversão espontânea dos spins dos elétrons, levando a uma redução no momento magnético geral. As flutuações de spin tornam-se cada vez mais proeminentes à medida que o sistema se aproxima do QCP.
Elétrons Itinerantes:
Em muitos ferromagnetos quânticos críticos, os elétrons responsáveis pelo magnetismo são itinerantes, o que significa que podem se mover livremente por todo o material. Esses elétrons itinerantes estão fortemente correlacionados e interagem entre si por meio de várias interações da mecânica quântica, como interações de troca e repulsão de Coulomb.
Comportamento líquido não Fermi:
O comportamento dos elétrons em ferromagnetos quânticos críticos frequentemente se desvia da imagem convencional do líquido de Fermi, que descreve os elétrons em metais como quase-partículas com energias e momentos bem definidos. Em vez disso, os sistemas quânticos críticos exibem um comportamento líquido não-Fermi, onde o conceito de quasipartícula se desfaz e as excitações eletrônicas têm propriedades anômalas.
Escala magnética e universalidade:
Ferromagnetos quânticos críticos geralmente exibem comportamento de escala, onde propriedades físicas como suscetibilidade magnética, calor específico e resistividade mostram dependências da lei de potência na temperatura ou no campo magnético. Esses comportamentos de escala são universais, o que significa que são independentes de detalhes microscópicos e dependem apenas da dimensionalidade e simetria do sistema.
Ponto Crítico Quântico:
No QCP, a ordem magnética desaparece completamente e o sistema torna-se invariante à escala. Isto significa que as propriedades físicas do sistema são independentes da escala de comprimento, levando a um comportamento auto-similar. O QCP é um ponto singular onde diversas flutuações quânticas divergem, dando origem a fenômenos críticos.
Fenômenos Emergentes:
Ferromagnetos quânticos críticos podem hospedar vários fenômenos emergentes, como supercondutividade não convencional, líquidos de spin quântico e ordem topológica. Esses fenômenos não estão presentes nas fases ordenadas ou paramagnéticas e surgem unicamente devido à natureza quântica crítica do sistema.
O estudo de elétrons em ferromagnetos quânticos críticos é uma área ativa de pesquisa na física da matéria condensada, com implicações para a compreensão de fenômenos quânticos fundamentais, fases exóticas da matéria e o comportamento de sistemas de elétrons fortemente correlacionados.
