Вехи низкоразмерного квантового магнетизма

Между формулировкой основных положений теории низкоразмерного (низко-D) магнетизма, развитой Изингом, Гейзенбергом и Бете, и её экспериментальной проверкой прошёл значительный период времени. Экспериментальная проверка началась незадолго до открытия высокотемпературной сверхпроводимости в купратах, а это открытие стало мощным стимулом для впечатляющей череды новых наблюдаемых физических явлений. Важными этапами на этом пути стали соединения, достигавшие своих квантовых основых состояний при понижении температуры — постепенно или посредством различных неустойчивостей. Бесщелевые и щелевые основные состояния для спиновых возбуждений в этих соединениях характерны соответственно для изолированных цепочек с полуцелым и целым спином. То же относится к соединениям, содержащим спиновые лестницы с нечётным и чётным числом ног. Некоторые сложные оксиды переходных металлов достигают щелевого основного состояния посредством спин-пайерлсовского перехода, зарядового или орбитального упорядочения. Однако подавляющее большинство низкоразмерных систем приходит к дальнему магнитному порядку, хотя и в весьма экзотических формах. Во внешнем магнитном поле некоторые фрустрированные магнетики стабилизируют мультипольный порядок, например проявляя спин-нематическое состояние в простейшем квадрупольном случае. Наконец, многочисленные слоистые решётки квадратного, треугольного, кагомэ- и蜂 сотоподобного типов, а также структуры Шастри—Сазерленда и Нерсесяна—Цвелика образуют экспериментальную площадку для проверки основных концепций двумерного магнетизма, включая состояние резонансных валентных связей, переход Березинского—Костерлица—Таулесса и модель Китаева.