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- Geometrische Frustration (auch kurz als Frustration bezeichnet) ist ein Phänomen in der Physik kondensierter Materie, in der die geometrischen Eigenschaften eines Kristallgitters oder die Anwesenheit miteinander im Konflikt stehender atomarer Kräfte die gleichzeitige Minimierung aller Wechselwirkungsenergien an einem gegebenen Gitterpunkt verhindern. Das kann zu hochgradig entarteten Grundzuständen mit von 0 verschiedener Entropie selbst bei 0 K führen. Einfacher ausgedrückt, kann die Substanz niemals vollständig eingefroren sein, da die Struktur, die sie bildet, keinen einzelnen Zustand minimaler Energie besitzt. Bewegung auf molekularer Ebene findet also noch am absoluten Nullpunkt ohne Energiezufuhr statt. Der Terminus Frustration im Kontext magnetischer Systeme geht auf Gérard Toulouse (1977) zurück und ist vor allem bei den sog. Spingläsern wichtig. Magnetische Systeme mit geometrischer Frustration werden seit vielen Jahren untersucht. Frühe Arbeiten beinhalten Studien eines Ising-Modells auf einem dreieckigen Gitter mit antiferromagnetisch gekoppelten benachbarten Spins durch G. H. Wannier, die 1950 veröffentlicht wurde. Später gab es ähnliche Versuche an Magneten mit konkurrierenden Wechselwirkungen, d. h. mit unterschiedlichen Koppelungen, von denen jede einzelne einfache (ferro- oder antiferromagnetische) aber insgesamt unterschiedliche Strukturen bevorzugen.In diesem Falle können inkommensurable Spinanordungen (z. B. mit Spiralstruktur) die Folge sein, wie sie seit 1959 von Akio Yoshimori, Thomas A. Kaplan, Roger J. Elliott und anderen behandelt wurden. Ein neuerliches Interesse an derartigen Spin-Systemen kam rund zwei Jahrzehnte später im Kontext der schon erwähnten Spingläser und räumlich modulierter Magnetischer Superstrukturen auf. In Spingläsern wird die geometrische Frustration durch stochastische Unordnung in den Wechselwirkungen noch verstärkt. Bekannte Spin-Modelle mit konkurrierenden bzw. frustrierten Wechselwirkungen schließen das Sherrington-Kirkpatrick-Modell mit ein, das Spingläser beschreibt, und das ANNNI-Modell, das kommensurable und inkommensurable magnetische Superstrukturen darstellt. (de)
- Geometrische Frustration (auch kurz als Frustration bezeichnet) ist ein Phänomen in der Physik kondensierter Materie, in der die geometrischen Eigenschaften eines Kristallgitters oder die Anwesenheit miteinander im Konflikt stehender atomarer Kräfte die gleichzeitige Minimierung aller Wechselwirkungsenergien an einem gegebenen Gitterpunkt verhindern. Das kann zu hochgradig entarteten Grundzuständen mit von 0 verschiedener Entropie selbst bei 0 K führen. Einfacher ausgedrückt, kann die Substanz niemals vollständig eingefroren sein, da die Struktur, die sie bildet, keinen einzelnen Zustand minimaler Energie besitzt. Bewegung auf molekularer Ebene findet also noch am absoluten Nullpunkt ohne Energiezufuhr statt. Der Terminus Frustration im Kontext magnetischer Systeme geht auf Gérard Toulouse (1977) zurück und ist vor allem bei den sog. Spingläsern wichtig. Magnetische Systeme mit geometrischer Frustration werden seit vielen Jahren untersucht. Frühe Arbeiten beinhalten Studien eines Ising-Modells auf einem dreieckigen Gitter mit antiferromagnetisch gekoppelten benachbarten Spins durch G. H. Wannier, die 1950 veröffentlicht wurde. Später gab es ähnliche Versuche an Magneten mit konkurrierenden Wechselwirkungen, d. h. mit unterschiedlichen Koppelungen, von denen jede einzelne einfache (ferro- oder antiferromagnetische) aber insgesamt unterschiedliche Strukturen bevorzugen.In diesem Falle können inkommensurable Spinanordungen (z. B. mit Spiralstruktur) die Folge sein, wie sie seit 1959 von Akio Yoshimori, Thomas A. Kaplan, Roger J. Elliott und anderen behandelt wurden. Ein neuerliches Interesse an derartigen Spin-Systemen kam rund zwei Jahrzehnte später im Kontext der schon erwähnten Spingläser und räumlich modulierter Magnetischer Superstrukturen auf. In Spingläsern wird die geometrische Frustration durch stochastische Unordnung in den Wechselwirkungen noch verstärkt. Bekannte Spin-Modelle mit konkurrierenden bzw. frustrierten Wechselwirkungen schließen das Sherrington-Kirkpatrick-Modell mit ein, das Spingläser beschreibt, und das ANNNI-Modell, das kommensurable und inkommensurable magnetische Superstrukturen darstellt. (de)
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- Solvable Model of a Spin-Glass (de)
- Theory of the frustration effect in spin glasses: I (de)
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- David Sherrington, Scott Kirkpatrick
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- Physical Review Letters
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- Geometrische Frustration (auch kurz als Frustration bezeichnet) ist ein Phänomen in der Physik kondensierter Materie, in der die geometrischen Eigenschaften eines Kristallgitters oder die Anwesenheit miteinander im Konflikt stehender atomarer Kräfte die gleichzeitige Minimierung aller Wechselwirkungsenergien an einem gegebenen Gitterpunkt verhindern. Das kann zu hochgradig entarteten Grundzuständen mit von 0 verschiedener Entropie selbst bei 0 K führen. Einfacher ausgedrückt, kann die Substanz niemals vollständig eingefroren sein, da die Struktur, die sie bildet, keinen einzelnen Zustand minimaler Energie besitzt. Bewegung auf molekularer Ebene findet also noch am absoluten Nullpunkt ohne Energiezufuhr statt. (de)
- Geometrische Frustration (auch kurz als Frustration bezeichnet) ist ein Phänomen in der Physik kondensierter Materie, in der die geometrischen Eigenschaften eines Kristallgitters oder die Anwesenheit miteinander im Konflikt stehender atomarer Kräfte die gleichzeitige Minimierung aller Wechselwirkungsenergien an einem gegebenen Gitterpunkt verhindern. Das kann zu hochgradig entarteten Grundzuständen mit von 0 verschiedener Entropie selbst bei 0 K führen. Einfacher ausgedrückt, kann die Substanz niemals vollständig eingefroren sein, da die Struktur, die sie bildet, keinen einzelnen Zustand minimaler Energie besitzt. Bewegung auf molekularer Ebene findet also noch am absoluten Nullpunkt ohne Energiezufuhr statt. (de)
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- Geometrische Frustration (de)
- Geometrische Frustration (de)
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