Магнетниот ред може да опстои и во системи без енергетска празнина, покажува ново истражување објавено во списанието Physical Review Letters. Резултатот дава строг доказ дека дводимензионалниот случаен квантен Изингов модел задржува феромагнетни својства и кога е изложен на слаби квантни флуктуации.
Во Изинговиот модел секој спин може да биде насочен нагоре или надолу, а соседните спинови најчесто се стремат да се усогласат. Така се создаваат области со исто насочени спинови, познати како домени. Границите меѓу нив се доменски ѕидови, а нивното формирање бара енергија.
Класичниот Пејерлсов аргумент покажува дека во дводимензионален магнет големите доменски ѕидови се премногу енергетски скапи за да го уништат магнетниот ред на ниски температури. Досегашните квантни докази, сепак, најчесто се потпираа на постоење енергетска празнина – минимална енергија потребна за возбудување на системот.
Истражувачите од Универзитетот во Колорадо Болдер развиле пристап што не бара таква празнина. Во случајниот Изингов модел јачината и насоката на интеракциите се менуваат од место до место. Поради тоа, некои локални кластери можат да се превртат со речиси никаква енергетска цена, што системот го прави безенергетски празен.
Тимот го приспособил Пејерлсовиот аргумент за квантни системи и покажал дека локалните флуктуации не се доволни за создавање доменски ѕид што се протега низ целиот магнет. Слабо попречно магнетно поле може постепено да превртува спинови, но секој следен чекор кон создавање голем ѕид носи енергетски трошок. Веројатноста за целосен системски ѕид затоа опаѓа експоненцијално со неговата должина.
Кога случајните интеракции се доволно наклонети кон усогласување, нискоенергетските состојби остануваат главно суперпозиции на две магнетно уредени конфигурации – со спинови насочени нагоре или надолу. Тоа значи дека симетријата и магнетниот ред преживуваат и покрај локалните безенергетски кластери.
Авторите го опишуваат резултатот како чекор кон поцелосна математичка класификација на безенергетски квантни фази. Сепак, методот засега важи за локализирани безенергетски возбудувања и не ги опфаќа честичките што се движат низ целиот систем, како фононите или фотоните.
