Resumo |
O modelo de Heisenberg é de grande interesse em física. Usado principalmente para descrever interações magnéticas de curto alcance, apresenta diferentes excitações muito bem conhecidas e caracterizadas, tais como vórtices (d=2 O(2)) e skyrmions (d=2 O(3)). Além disso, para interações suficientemente de curto alcance, este modelo não apresenta transições de fase contínuas ou descontínuas para temperaturas finitas, porém, apresenta uma transição de fase topológica, a chamada transição BKT (Berezinskii–Kosterlitz–Thouless). No seu limite contínuo, o modelo de Heisenberg guarda ampla proximidade com o modelo sigma não-linear, outro modelo amplamente conhecido e estudado na literatura. Outro sistema que atrai grande atenção em física são os chamados isolantes topológicos, materiais que possuem uma superfície condutora e um bulk isolante. Ademais, outra interessante propriedade de alguns isolantes topológicos é o chamado efeito magnetoelétrico topológico, onde o sistema passa a responder à aplicação de campos elétricos com uma polarização e uma magnetização simultaneamente. O mesmo é válido para a aplicação de campos magnéticos. Devido a esta propriedade, a proximidade de uma carga elétrica deste sistema é capaz de induzir o surgimento de uma carga imagem que carrega ambas cargas elétrica e magnética, o chamado Dyon. Neste trabalho, estudaremos a influência da presença de um Dyon no modelo de Heisenberg. Para isto supomos uma junção composta por um isolante topológico e outro material que possa ser descrito pelo modelo de Heisenberg ferromagnético. Utilizaremos duas abordagens para o problema, uma teórica, onde pretendemos obter o modelo contínuo e soluções do mesmo e outra computacional, onde desenvolvemos algoritmos em FORTRAN capazes de simular o hamiltoniano do sistema para diferentes temperaturas e de também obter soluções de baixa energia para o sistema. Apesar de já ter sido amplamente estudado na presença de campos externos, o estudo do modelo de Heisenberg na presença de campos monopolares é escasso na literatura, principalmente devido a não existência de monopolos magnéticos livres na natureza. Porém utilizando estas excitações do tipo Dyon, podemos realizar este estudo, onde esperamos obter novas soluções e comportamentos para o modelo de Heisenberg. |