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La Fragmentation des moments magnétiques: désordre et topologie (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : vendredi 1 octobre 2021

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Informations générales

Référence : UMR5672-PETHOL-001
Lieu de travail : LYON 07
Date de publication : vendredi 10 septembre 2021
Nom du responsable scientifique : Peter Holdsworth
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Le excitations ou quasi-particules dans les systèmes de magnétisme frustré les « glaces de spin » sont des défauts topologiques portant une charge magnétique – les monopoles magnétique [1,2] – qui sont des analogues des particules fondamentaux élusives prédit par Dirac il y a presqu'une siècle [3]. En conséquence, les moments magnétiques de la glace de spin sont équivalents aux éléménts d'un champs électromagnétique effective [4,5] et qui devient une générateur d'électromagnétisme émergent de relevance expérimental. Remarquablement, ce champ se « fragment » [4,5] en parties distinct qui son de divergence non-zéro et divergence nulle via un décomposition de Helmholtz. Ce système émergent de deux composants donne un diagramme de phase qui est riche en propriétés thermodynamique et topologique [6,7].

Dans ce projet théorique et numérique nous explorons la diagramme de phase récemment établis [6,7]. Deux directions spécifiques serons l'étude de la stabilité de la diagramme de phase en présence de désordre et l'étude des transitions de phase topologiques qui sont caractéristique de cette électromagnétisme émergent. Les deux axes sont hautement pertinents pour les expériences et le projet se poursuivra en lien étroit avec un programme expérimental à Grenoble et ailleurs.

Le projet est idéalement adapté aux étudiants motivés par les méthodes numériques souhaitant rester proche à la science fondamentale. Le premier axe d'étude exige les méthodes numérique hautement performant pour maitriser les interactions à longue portée (interactions Coulombiennes) et le désordre. Pour le seconde axe l'étudiant aura besoin de développer les algorithmes non-locaux (boucles) adapté à la topologie sou jacent. Les collaborations serons avec les groupes à Grenoble, en Angleterre et en Argentine.


1] Castelnovo, C., Moessner, R. & Sondhi S.. Nature 451, 42-45 (2008).
[2] L. Jaubert and P. C. W. Holdsworth, Nature Physics 5, 258
- 261 (2009).
[3] P. A. M. Dirac, Proc. R. Soc. A133, 60, (1931).
[4] M. E. Brooks-Bartlett, S. T. Banks, L. D. C. Jaubert, A. Harman-Clarke, and P. C. W. Holdsworth. Phys. Rev. X, 4:011007, Jan 2014.
[5] Elsa Lhotel, Ludovic D. C. Jaubert and Peter C. W. Holdsworth, , J. Low. Temp.
Phys., (2020).
[6] V. Raban, C.T. Suen, L. Berthier, P.C.W. Holdsworth, Phys. Rev. B 99,
224425 (2019).
[7] V. Cathelin et. Al., arXiv:2005.08807, Phys. Rev. Res. (2020).

Contexte de travail

La thèse est financé par ANR grant No. ANR-19-CE30-0040 (FRAGMENT). C'est une collaboration entre équipes de théorie et d'expérience entre LPENSL, Laboratoire Neel à Grenoble and LLB Saclay.

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