Izbrane teme sodobne fizike in matematike
V članku so na začetku povzete glavne značilnosti magnetnih monopolov, vključno z naravo magnetnega polja, ki ga proizvedejo, ter s pojmom Diracove strune. Nato je predstavljen pojem magnetnega frustriranega sistema kot ključnega pojma za razumevanje spinskega ledu. Razložena je zveza z vodnim ledom, po katerem je skupina magnetnih materialov dobila ime led. Sledi opis spinskega ledu in interakcij v njem ter modela ”ročk”, ki omogoča enostavno razlago, zakaj se vzbujena stanja sistema lahko razume kot efektivne magnetne monopole. Na koncu so opisana še ravnovesna stanja spinskega ledu pod vplivom zunanjega magnetnega polja.
Main characteristics of the magnetic monopoles, together with their magnetic field and the term Dirac string are summarized. Next, the properties of the frustrated systems are explained, as these are essential in further explanation of the spin ice materials. The spin ice materials are presented, as well as the magnetic interactions responsible for their physical properties. The effective magnetic monopoles emerging in spin ice are introduced through the dumbbell model, where magnetic dipoles are replaced by pairs of magnetic monopoles. In conclusion, the equlibrium state of spin ice in a magnetic field is discussed.