Criticità quantistica:
Al QCP, il sistema subisce una transizione di fase continua guidata da fluttuazioni quantistiche, piuttosto che da fluttuazioni termiche come nei fenomeni critici classici. Questa criticità quantistica dà origine a proprietà elettroniche e comportamenti di ridimensionamento insoliti.
Fluttuazioni dello spin elettronico:
I ferromagneti quantistici critici mostrano forti fluttuazioni di spin a causa della vicinanza all'instabilità magnetica. Queste fluttuazioni di spin comportano l’inversione spontanea degli spin degli elettroni, portando ad una riduzione del momento magnetico complessivo. Le fluttuazioni dello spin diventano sempre più evidenti man mano che il sistema si avvicina al QCP.
Elettroni itineranti:
In molti ferromagneti quantistici critici, gli elettroni responsabili del magnetismo sono itineranti, nel senso che possono muoversi liberamente attraverso il materiale. Questi elettroni itineranti sono fortemente correlati e interagiscono tra loro attraverso varie interazioni quantomeccaniche, come le interazioni di scambio e la repulsione di Coulomb.
Comportamento dei liquidi non Fermi:
Il comportamento degli elettroni nei ferromagneti quantistici critici spesso si discosta dal quadro convenzionale del liquido di Fermi, che descrive gli elettroni nei metalli come quasi-particelle con energie e momenti ben definiti. Invece, i sistemi quantistici critici mostrano un comportamento liquido non-Fermi, dove il concetto di quasiparticella viene meno e le eccitazioni elettroniche hanno proprietà anomale.
Scala magnetica e universalità:
I ferromagneti critici quantistici mostrano spesso un comportamento di ridimensionamento, in cui proprietà fisiche come suscettibilità magnetica, calore specifico e resistività mostrano dipendenze della legge di potenza dalla temperatura o dal campo magnetico. Questi comportamenti di ridimensionamento sono universali, nel senso che sono indipendenti dai dettagli microscopici e dipendono solo dalla dimensionalità e dalla simmetria del sistema.
Punto critico quantistico:
Al QCP, l'ordine magnetico scompare completamente e il sistema diventa invariante di scala. Ciò significa che le proprietà fisiche del sistema sono indipendenti dalla scala della lunghezza, portando a comportamenti auto-similari. Il QCP è un punto singolare in cui varie fluttuazioni quantistiche divergono, dando origine a fenomeni critici.
Fenomeni emergenti:
I ferromagneti quantistici critici possono ospitare vari fenomeni emergenti, come la superconduttività non convenzionale, i liquidi con spin quantistico e l’ordine topologico. Questi fenomeni non sono presenti nelle fasi ordinate o paramagnetiche e sorgono esclusivamente a causa della natura quantistica critica del sistema.
Lo studio degli elettroni nei ferromagneti quantistici critici è un'area attiva di ricerca nella fisica della materia condensata, con implicazioni per la comprensione dei fenomeni quantistici fondamentali, delle fasi esotiche della materia e del comportamento di sistemi elettronici fortemente correlati.
