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Dipolar spin glass transition in three dimensions

机译：三维的偶极自旋玻璃化转变

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摘要

Dilute dipolar Ising magnets remain a notoriously hard problem to tackle both analytically and numerically because of long-ranged interactions between spins as well as rare region effects. We study a new type of anisotropic dilute dipolar Ising system in three dimensions [A. Sen and R. Moessner, Phys. Rev. Lett. 114, 247207 (2015)] that arises as an effective description of randomly diluted classical spin ice, a prototypical spin liquid in the disorder-free limit, with a small fraction x of nonmagnetic impurities. The Metropolis algorithm within a parallel thermal tempering scheme fails to achieve equilibration for this problem already for small system sizes. Motivated by previous work [J. C. Andresen, H. G. Katzgraber, V. Oganesyan and M. Schechter, Phys. Rev. X 4, 041016 (2014)] on uniaxial random dipoles, we present an improved cluster Monte Carlo algorithm that is tailor made for removing the equilibration bottlenecks created by clusters of effectively frozen spins. By performing large-scale simulations down to x = 1/128 and using finite-size scaling, we show the existence of a finite-temperature spin glass transition and give strong evidence that the universality of the critical point is independent of x when it is small. In this x 1 limit, we also provide a first estimate of both the thermal exponent, nu = 1.27(8), and the anomalous exponent, eta = 0.228(35).
机译：由于自旋之间的长程相互作用以及稀有的区域效应，稀有的偶极伊辛磁体仍然是一个难以解决的解析和数字难题。我们研究了三维的新型各向异性稀偶极伊辛系统[A. Sen和R. Moessner，物理学。牧师114，247207（2015）]的出现，是对随机稀释的经典自旋冰的有效描述，该经典自旋冰是无序极限的原型自旋液体，具有少量x的非磁性杂质。在较小的系统尺寸下，并行热回火方案中的Metropolis算法已无法实现此问题的均衡。由先前的工作动机[J. C. Andresen，H.G。Katzgraber，V.Oganesyan和M.Schechter，物理学。 Rev. X 4，041016（2014）]关于单轴随机偶极子，我们提出了一种改进的簇蒙特卡罗算法，该算法是为消除有效冻结的自旋簇所产生的平衡瓶颈而量身定制的。通过执行低至x = 1/128的大规模仿真并使用有限尺寸缩放，我们显示了有限温度自旋玻璃化转变的存在，并有力证据表明，临界点的普遍性与x无关。小。在这个x 1的极限中，我们还提供了对热指数nu = 1.27（8）和反常指数eta = 0.228（35）的第一估计。

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  • 来源
    《Physical review》 |2019年第6期|64425.1-64425.11|共11页
  • 作者

    Bose Tushar Kanti; Moessner Roderich; Sen Arnab;

  • 作者单位

    Indian Assoc Cultivat Sci Sch Phys Sci 2A & 2B Raja Subodh Chandra Mullick Rd Kolkata 700032 India;

    Max Planck Inst Phys Komplexer Syst Nothnitzer Str 38 D-01187 Dresden Germany;

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