Forschung: Dissipationsin­duzierte magnetische Ordnung

In niedrigdimensionalen Quantenspinsystemen verbietet das Mermin-Wagner-Theorem die Bildung einer magnetischen Ordnung, da die kontinuierliche Spin-Rotations-Symmetrie nicht spontan gebrochen werden kann. In diesem Brief wurde gezeigt, dass eine eindimensionale Spin-Kette dennoch eine magnetische Ordnung für endliche Kopplungen an eine Umgebung entwickeln kann, eine Situation, die zum Beispiel auftreten kann, wenn Ketten von magnetischen Atomen auf einem metallischen Substrat abgelagert werden. Diese sonst verbotene eindimensionale magnetische Ordnung ist möglich, weil die Bedingungen des Mermin-Wagner-Theorems in Gegenwart der Umgebung ungültig sind. Dieses überraschende Ergebnis wurde mit Hilfe einer neuartigen Quanten-Monte-Carlo-Methode erzielt, mit der stark wechselwirkende Spinsysteme in Gegenwart dissipativer Umgebungen untersucht werden können.

M. Weber, D. J. Luitz, F. F. Assaad,
Dissipation-Induced Order: The S=1/2 Quantum Spin Chain Coupled to an Ohmic Bath,
Phys. Rev. Lett. 129, 056402 (2022) (arXiv)