Los antiferromagnetos contienen redes ordenadas de átomos y moléculas, cuyos momentos magnéticos siempre apuntan en direcciones exactamente opuestas a las de sus vecinos. Estos materiales son impulsados ​​a la transición a otros, estados cuánticos más desordenados de la materia, o 'fases, 'por las fluctuaciones cuánticas de sus átomos y moléculas, pero hasta ahora, la naturaleza precisa de este proceso no se ha explorado completamente. A través de una nueva investigación publicada en EPJ B , Yoshihiro Nishiyama, de la Universidad de Okayama en Japón, descubrió que la naturaleza del límite en el que ocurre esta transición depende de la geometría de la disposición reticular de un antiferromagnet.

El descubrimiento de Nishiyama podría permitir a los físicos aplicar antiferromagnetos en una variedad más amplia de contextos dentro de la física cuántica y de materiales. Sus cálculos se referían a la 'fidelidad' de los materiales, que se refiere en este caso al grado de superposición entre los estados fundamentales de sus componentes reticulares que interactúan. Es más, la fidelidad "susceptibilidad" describe el grado en que esta superposición está influenciada por un campo magnético aplicado. Dado que la susceptibilidad está impulsada por fluctuaciones cuánticas, se puede expresar en el lenguaje de la mecánica estadística, describiendo cómo las observaciones macroscópicas pueden surgir de las influencias combinadas de muchas vibraciones microscópicas. Esto lo convierte en una prueba útil de cómo las transiciones de fase del antiferromagnético son impulsadas por fluctuaciones cuánticas.

Usando técnicas matemáticas avanzadas, Nishiyama calculó cómo la susceptibilidad se ve afectada por campos magnéticos 'imaginarios', que no influyen en el mundo físico, pero son cruciales para describir la mecánica estadística de las transiciones de fase. Al aplicar esta técnica a un antiferromaimán dispuesto en una celosía alveolar, reveló que la transición entre ordenado, momentos magnéticos anti-alineados, y un estado de desorden, ocurre a través de un límite con una forma diferente a la asociada con la misma transición en una celosía cuadrada. Al aclarar cómo la disposición geométrica de los componentes de la celosía tiene una influencia sutil en este punto de transición, El trabajo de Nishiyama podría hacer avanzar la comprensión de los físicos sobre la mecánica estadística de los antiferromagnetos.