Physikalische Optimierung - Physik - Universität Regensburg

KAPITEL 1. GRUNDLAGEN DER SPINGLASPHYSIK 7
Abbildung 1.6: Schematische Darstellung der Frustration: -J bedeutet eine antiferromagnetische
und +J eine ferromagnetische WW der Spins
1.2.3 Phasenübergang
Durch die Entartung der niedrigsten Energieniveaus stellt sich die Frage, ob das Spinglas
ein neuer Zustand der Materie ist, oder ob es sich nur um einen äußerst trägen
Paramagneten handelt. Bei einem wirklichen Phasenübergang hält der Endzustand eine
charakteristische Ordnung aufrecht, solange die Temperatur unverändert bleibt. Das
Spinglas könnte eine deutlich abgegrenzte Phase sein, deren magnetische Ordnung bei
tiefen Temperaturen erhalten bleibt.
Es könnte sich beim Spinglas aber auch um einen Paramagneten handeln, dessen
dynamisches Verhalten soweit verlangsamt ist, dass es sich nur scheinbar um eine statische
Phase handelt. Könnte man beobachten, dass ein oder mehrere Spins ihre Orientierung
bei tiefen Temperaturen ändern, dann wäre das ein Beweis für paramagnetisches
Verhalten. Dazu müsste man das Spinglas aber über einen sehr langen Zeitraum beobachten.
1.2.4 Suszeptibilität, Wärmekapaziät, Magnetisierung
Im Labor kann man allerdings nach Hinweisen auf einen Phasenübergang suchen, der
sich durch eine plötzliche Änderung der magnetischen und thermodynamischen Eigenschaften
des Spinglases bei einer kritischen Temperatur äußert. Diese Spinglas-Phase
zeigt sich in vielen Experimenten, z.B. bei Messungen der Wechselfeldsuszeptibilität
χac. Sie gibt Aufschluß über die Reaktion des Spinsystems auf ein sehr schwaches,
äußeres magnetisches Wechselfeld.
Abbildung 1.7 zeigt, dass χac eine sehr scharfe Spitze bei der Einfriertemperatur
Tf hat. Dieser Peak wird aber schon durch kleine Zusatzfelder abgerundet; außerdem ist