Spinflüssigkeiten: Quantenmagnete ohne Ordnung
Priv.-Doz. Dr. Götz S. Uhrig
Institut für Theoretische Physik, Universität zu Köln
vollständiger Text
Klassische Magnete sind durch spontane Ordnung gekennzeichnet. Es entsteht eine Magnetisierung in der ganzen Probe, die eine Raumrichtung auszeichnet. Dominieren hingegen die Quantenfluktuationen, tritt keine langreichweitige Ordnung auf, und es ist keine Raumrichtung ausgezeichnet. Diese Quantenmagnete bezeichnet man als Spinflüssigkeiten, da sie ähnlich wie eine Flüssigkeit zwar Nahordnung aber keine Fernordnung aufweisen. Die Spinflüssigkeiten haben ungewöhnliche Eigenschaften bei tiefen Temperaturen, da sie von ihrem Quantencharakter bestimmt werden.
Es wird besprochen, wann starke Quanteneffekte zu erwarten sind und welche das sind. Das Auftreten von Energielücken zwischen Grundzustand und den ersten Anregungen sowie die Bedeutung neuartiger gebundener Zustände wird diskutiert. Die besondere Empfindlichkeit bestimmter Spinflüssigkeiten gegenüber Gitterverzerrungen wird erklärt.