Far-from-equilibrium monopole dynamics in spin ice
Far-from-equilibrium monopole dynamics in spin ice
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DOI：
10.1038/nphys2847
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发表时间：
2014-02-01
期刊：
影响因子：
19.6
通讯作者：
Bramwell, S. T.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Paulsen, C.;Jackson, M. J.;Bramwell, S. T.
低温极限下的凝聚态物质揭示了与不寻常的秩序和激发相关的奇异物理学，例子包括氦超流性（1）到自旋冰中的磁单极（2，3）。这种低温状态的远离平衡的物理学可能更加奇特，但在实验室中获得它仍然是一个挑战。在这里，我们展示了一个简单而强大的技术的“磁热雪崩淬火”和它的使用在控制创建的非平衡人口的磁单极子自旋冰在毫开尔文温度。这些人口被发现表现出自发的动力学效应，典型的远离平衡系统，但被简单的模型捕获。因此，我们的方法开辟了新的方向，在远离平衡态的自旋冰和其他外来磁铁的研究。
Condensed matter in the low-temperature limit reveals exotic physics associated with unusual orders and excitations, with examples ranging from helium superfluidity(1) to magnetic monopoles in spin ice(2,3). The far-from-equilibrium physics of such low-temperature states may be even more exotic, yet to access it in the laboratory remains a challenge. Here we demonstrate a simple and robust technique the 'magnetothermal avalanche quench' and its use in the controlled creation of non-equilibrium populations of magnetic monopoles in spin ice at millikelvin temperatures. These populations are found to exhibit spontaneous dynamical effects that typify far-from-equilibrium systems and yet are captured by simple models. Our method thus opens new directions in the study of far-from-equilibrium states in spin ice and other exotic magnets.