Resumo |
O descobrimento de excitações coletivas que se comportam como monopolos magnéticos em redes artificiais e naturais de gelos de spin, teve um grande avanço nos últimos anos. As redes artificiais foram construídas em duas dimensões de modo que os momentos magnéticos (que denotarei simplesmente por spins, por simplicidade) em cada sitio apontem em uma única direção (ou seja, são do tipo Ising). Nosso objetivo foi o de implementar métodos computacionais, com enfase no método de Monte Carlo, seguindo a algoritmo de Metropolis, para estudar estes sistemas. Iniciamos os estudos implementando o modelo de Ising, em 1 e 2 dimensões espacias, que descreve sistemas magnéticos simples, onde os spins do sistema somente interagem entre os seus primeiros vizinhos. Como sabemos, no algoritmo de Metropolis, a probabilidade de visitarmos um novo estado ao longo da simulação, depende unicamente da diferença de energia entre os estados e da temperatura do sistema, seguindo o peso de Boltzmann (delta E). Sendo assim, inicialmente geramos a rede com uma configuração aleatória de spins e, ao longo das simulações, sorteávamos de maneira randômica spins do sistema, os invertíamos e calculávamos a diferença de energia entre os estados inicial e final. Realizado o processo anterior, sorteávamos um numero aleatório entre 0 e 1 e aceitávamos o novo estado se o numero sorteado fosse menor que o peso de Boltzmann. Repetimos este processo para cada temperatura de 2 a 10 vezes o numero de spins presentes na rede para que possamos realizar as medias termodinâmicas, onde calculamos a energia, calor especifico, magnetização e susceptibilidade magnética. Pudemos verificar a não existência de transições de fase para os sistemas unidimensionais e a existência de uma transição de segunda ordem para os sistemas bidimensionais, em completa concordância com os resultados amplamente encontrados na literatura. Como passo futuro, iniciamos a implementação dos programas para interações de longo alcance, com enfoque especifico na interação dipolar, para que possamos estudar os Gelos de Spin. |