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Infinite geometric frustration in a cubic dipole cluster

DOI zum Zitieren dieses Dokuments: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.020410
URN zum Zitieren dieses Dokuments: urn:nbn:de:bvb:703-epub-3932-8

Titelangaben

Schönke, Johannes ; Schneider, Tobias M. ; Rehberg, Ingo:
Infinite geometric frustration in a cubic dipole cluster.
In: Physical Review B. Bd. 91 (Januar 2015) Heft 2 . - No. 020410(R).
ISSN 0163-1829
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.020410

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Abstract

The geometric arrangement of interacting (magnetic) dipoles is a question of fundamental importance in physics, chemistry, and engineering. Motivated by recent progress concerning the self-assembly of magnetic structures, the equilibrium orientation of eight interacting dipoles in a cubic cluster is investigated in detail. Instead of discrete equilibria we find a type of ground state consisting of infinitely many orientations. This continuum of energetically degenerate states represents a yet unknown form of magnetic frustration. The corresponding dipole rotations in the flat potential valley of this Goldstone mode enable the construction of frictionless magnetic couplings. Using computer-assisted algebraic geometry methods, we moreover completely enumerate all equilibrium configurations. The seemingly simple cubic system allows for exactly 9536 unstable discrete equilibria falling into 183 distinct energy families.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Zusätzliche Informationen (öffentlich sichtbar): Quelle der Zweitveröffentlichung: Physical Review B 91, 020410(R) doi:https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.020410
Keywords: General theory and models of magnetic ordering; Self-organized systems; Magnetostatics, magnetic shielding, magnetic induction, boundary-value problems.
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Experimentalphysik V > Lehrstuhl Experimentalphysik V - Univ.-Prof. Dr. Ingo Rehberg
Profilfelder > Advanced Fields > Nichtlineare Dynamik
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Experimentalphysik V
Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-3932-8
Eingestellt am: 20 Feb 2019 10:33
Letzte Änderung: 20 Feb 2019 10:33
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/3932

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