Contando los efectos cuánticos en la dinámica de espín atómico

La dinámica de espín atómico (ASD) es una herramienta estándar para modelar la dinámica de magnetización de una variedad de materiales. El modelo dinámico fundamental que subyace en el ASD es completamente clásico. En este artículo, presentamos dos enfoques para incorporar efectivamente efectos cuánticos en las simulaciones de ASD, mejorando así sus predicciones a baja temperatura. El primero permite simular el comportamiento magnético de un sistema de espín cuántico resolviendo las ecuaciones de movimiento de un sistema de espín clásico a una temperatura efectiva relativa a la temperatura crítica. Esta temperatura efectiva se determina a partir de las propiedades microscópicas del sistema. El segundo enfoque se basa en un modelo semiclasico donde los espines clásicos interactúan con un entorno con un espectro de potencia cuántico. Los parámetros que caracterizan este modelo pueden ser calculados o extraídos de experimentos. Este modelo semiclasico reproduce cuantitativamente el comportamiento a temperatura absoluta de un sistema magnético, contabilizando así los aspectos mecánicos cuánticos de su dinámica, incluso a baja temperatura. Los métodos presentados aquí pueden ser implementados fácilmente en las simulaciones actuales de ASD sin costo adicional de complejidad. Publicado por la American Physical Society 2024.