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Replica symmetry breaking in long-range interaction Ising spin glasses

Research Project

Project/Area Number 15K05210
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Mathematical physics/Fundamental condensed matter physics
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Tabata Yoshikazu  京都大学, 工学研究科, 准教授 (00343244)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsスピングラス / レプリカ対称性の破れ / 臨界現象 / 非平衡緩和 / エイジング現象 / 記憶効果 / 若返り効果 / 動的臨界現象 / Griffiths相 / 長距離相互作用 / 磁場中相転移 / 磁場中転移 / 温度カオス
Outline of Final Research Achievements

We have experimentally investigated on a nature of the spin glass state in long-range RKKY Ising spin glasses (SG). According to the mean-field theory of SG, the SG state is a ordered state where the replica-symmetry is broken. However, it is an open question whether the replica-symmetry is broken in "real spin glass materials". To answer this question, we have examined the replica-symmetry-breaking (RSB) in model magnets of the long-range RKKY Ising spin glass, (R,Y)Ru2Si2 (R = Dy, Tb, Gd) and Dy(Co,Ru)2Si2. In these compounds, the spin glass state survives even in the presence of magnetic field, which have been verified by our careful dynamic scaling analysis of the ac susceptibility in field. Furthermore, nonequilibrium magnetization response with various zero-field-cooling protocols exhibits characteristics which can be well understood by assuming hierarchical development of energy-barriers. These findings are good evidences of the RSB in the long-range RKKY Ising spin glasses.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

レプリカ対称性の破れ(RSB)は、正負ランダムに分布した相互作用をもつスピン系の基底状態であるスピングラスを記述する重要な概念であり、スピングラス状態の複雑性の基礎となる。スピングラスの平均場理論ではRSBが起こっていることは厳密に分かっているが、現実のスピングラス物質(やそれと等価な統計力学モデル)でのRSBについては結論は出ておらず、むしろRSBを否定する結果の方が有力視されている。本課題の実験結果は、ある種の長距離相互作用が働く系では3次元系でもRSBが起こることを強く示す結果であり、現実のスピングラス状態の本質を明らかにする重要な結果であると言える。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Dynamic scaling analysis of the long-range RKKY Ising spin glass DyxY1-xRu2Si22017

    • Author(s)
      Yoshikazu Tabata, Takeshi Waki, Hiroyuki Nakamura
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 96 Issue: 18

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.184406

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 希釈反強磁性体におけるグリフィス相への動的相転移2019

    • Author(s)
      田畑吉計、松浦直人、柴田薫、桑原慶太郎、和氣剛、中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会(九州大学)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] フラストレート磁性体ZnFe2O4におけるスピングラス様磁性22018

    • Author(s)
      中辻健太、高尾健太、和氣剛、田畑吉計、中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会(同志社大学)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 長距離相互作用イジングスピングラスDy(Ru,Co)2Si2の動的臨界現象2018

    • Author(s)
      田畑吉計、和氣剛、中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会(同志社大学)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] フラストレート磁性体ZnFe2O4のスピングラス様磁性2018

    • Author(s)
      中辻健太、高尾健太、田畑吉計、和氣剛、中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会(東京理科大)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Is replica symmetry broken in real spin glasses?2017

    • Author(s)
      田畑吉計
    • Organizer
      International workshop on glasses and related nonequilibrium systems
    • Place of Presentation
      大阪大学中之島センター
    • Year and Date
      2017-03-21
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 長距離相互作用イジングスピングラスのドメイン成長2017

    • Author(s)
      田畑吉計、中辻健太、和氣剛、中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会(岩手大学)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] クラスタ化合物GaMo4S8の単結晶育成と磁性2016

    • Author(s)
      北川春樹, 和氣剛, 田畑吉計, 中村裕之
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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