Efeito de campos magnéticos aleatórios na rede de Ising triangular frustrada
Resumo
Esta dissertação tem como objetivo investigar o fenômeno de platôs na magnetização no modelo
de Ising antiferromagnético em redes triangulares bidimensionais, com ênfase no efeito combinado
de campos magnéticos aleatórios e uniformes. Enquanto o modelo de Ising sob campo
magnético uniforme já prevê a existência de um platô na curva de magnetização, estendemos a
análise para considerar os possíveis efeitos de campos magnéticos aleatórios que mimetizam
efeitos de impurezas que atuam localmente nos sítios da rede. A questão central que orienta este
estudo é: até que ponto a aleatoriedade de campos magnéticos locais pode induzir a emergência
de novos platôs, modificar os já existentes ou, inversamente, suprimir a formação desses platôs?
Para responder a essa pergunta, adotamos uma metodologia baseada na enumeração exata da
função de partição para clusters de diferentes tamanhos de rede (3, 6, 9 e 15 sítios) e na aproximação
de campo médio com clusters. Os campos magnéticos aleatórios foram modelados
utilizando duas distribuições de probabilidade discretas e simétricas: a bimodal e a trimodal,
escolhidas por sua simplicidade e viabilidade analítica. Analisamos as propriedades magnéticas
fundamentais, tais como magnetização, susceptibilidade magnética e entropia magnética, sob
a influência simultânea dos campos magnéticos aleatórios e do campo magnético uniforme.
Os resultados indicam que a desordem introduzida pelos campos magnéticos aleatórios pode,
de fato, contribuir para o surgimento de platôs adicionais na magnetização, fragmentando os
platôs já existentes. Observamos que o número e a posição desses platôs dependem tanto da
distribuição de probabilidade dos campos aleatórios quanto de sua intensidade. Além disso,
verificamos que a desordem afeta significativamente as quantidades termodinâmicas estudadas,
em particular a entropia magnética, que apresentou máximos locais na região crítica dos platôs.
Esses achados sugerem que os campos magnéticos aleatórios podem ser utilizados como um
mecanismo de fragmentação de platôs na magnetização, trazendo luz à compreensão dos efeitos
combinados de frustração geométrica e desordem no sistema estudado. Esses resultados são
promissores para estudos futuros, incluindo extensões para o efeito magnetocalórico que, na
região de campo crítico dos platôs, exibe máximos locais na entropia magnética, bem como para
sistemas antiferromagnéticos diluídos com íons não magnéticos.