مقاله تیمی از ایران، برجسته‌ترین مقاله موسسه فیزیک جهانی شد

مقاله تیمی از فیزیک‌پیشگان ایرانی از دانشگاه‌های صنعتی اصفهان، شهرکرد و صنعتی شریف در خصوص «مدل «کان-مِل-هایزنبرگ» در حضور جفت شدگی‌ های اسپین-مداری ضعیف با وجود شکست تقارن دورانی» به عنوان مقاله برجسته IOP (موسسه فیزیک) شناخته شد.

به گزارش بولتن به نقل از سرویس پژوهشی ایسنا در سیستم‌های الکترونی همبسته قوی درجه آزادی بار با محدودیت‌های جدی روبرو می‌شود، در حالی که درجه آزادی اسپینی قادر به افت و خیر است. ایده این است که هنگامی که میخواهیم راجع به یک سیستم اسپینی صحبت کنیم بایستی به یاد داشته باشیم که فی الواقع درجات آزادی اسپینی از یک الکترونهای زمینه ناشی می‌شوند که همبستگی قوی الکترونی باعث شده درجه آزادی مربوط به بار منجمد شود و درجه آزادی اسپینی جهت افت و خیزهای کم انر‌ژی در دسترس باقی بماند.

بدین معنا یک واژه نامه بین پدیده‌های اسپینی و پدیده‌های الکترونی مربوطه وجود دارد. به عنوان مثال مدل کین – مِله – هابارد که تعمیمی از مدل هابارد معمولی به وضعیتی است که جمله توپولوژیک کین و مله نیز به جمله جنبشی‌اش افزوده شده است، تحت این واژه نامه تبدیل می شود به یک هامیلتونی اسپینی که برهمکنش تعویضی اسپینی بین همسایه‌های اول و دوم وجود دارد. به علاوه جمله اسپین- مدار ترجمه می‌شود به یک کوپلینگ جدید که تقارن دورانی کامل مدل هایزنبرگ را کاهش می‌دهد.

به گفته محققان، مطالعه قبلی آنها روی این مدل در غیاب جمله اسپین – مدار نشان داده بود که اگر برهمکنش اسپینی تعویضی با همسایه دوم از حدی قویتر باشد، منجر به بروز فاز جدیدی می‌شود (فاز پلاکت) که پلاک‌های شش گوشی شبکه لانه زنبوری به یکدیگر همبسته می‌شوند. این فاز یادآور تصویر ککوله برای مولکول بنزن است.

مطالعه فعلی با افزودن جمله اسپین- مدار (به زبان اسپینی) نشان داده که جمله اسپین مدار تمایل به از بین بردن فاز پلاکت دارد. ترجمه این مشاهده نظری به زبان الکترونها از این قرار است که جمله اسپین-مدار تمایل دارد که جریان لبه‌ای خاص خود را ایجاد کند. این جریان توسط توپولوژی نواری محافظت می‌شود و قابل متوقف شدن نیست اما رقابت جمله اسپین – مدار بر علیه تمایل پلاکت نشان دهنده آن است که فاز پلاکت خود احتمالا دارای جریان‌های اسپینی موضعی است.

نویسندگان این مقاله، محمد حسین زارع، دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی اصفهان، دکتر حمید مصدق، استادیار دانشکده فیزیک دانشگاه شهرکرد، دکتر فرهاد شهبازی، دانشیار دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی اصفهان و دکتر سید اکبرجعفری، دانشیار دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف هستند.