İnteraktif Simülasyonlar

Bu bölüm, istatistiksel mekanik kapsamındaki manyetik modellerin pedagojik olarak incelenmesi amacıyla hazırlanmıştır. Uygulamalar, yeni bir bilimsel veri üretmekten ziyade; öğrencilerin ve araştırmacıların spin sistemlerinin davranışını sıcaklık, dış manyetik alan ve çeşitli etkileşimler altında interaktif olarak incelemelerini hedefler.

Tüm simülasyonlar sunucuyu yormayacak şekilde tamamen istemci tabanlı (client-side) olarak tasarlanmıştır ve tarayıcınız üzerinde JavaScript ile anlık olarak çalışır. Her simülasyon yeni bir sekmede açılır.

Temel Kavramlar Laboratuvarları

İstatistik fiziği ve manyetizmanın temel konularını adım adım işleyen, ayrıntılı açıklamalar, önerilen deneyler ve kesin sonuçlarla karşılaştırmalar içeren kapsamlı laboratuvarlar. Her laboratuvar kendi kapsamını ve sınırlarını sayfasında açıklar.

Denge istatistik mekaniği
Ising · XY · Heisenberg · Potts
Klasik Monte Carlo Laboratuvarı

Aynı model Metropolis, ısı banyosu, Wolff ve Swendsen–Wang algoritmalarıyla çözülür; örnekler arası korelasyon ve hata çubukları ölçülür. Faz geçişleri Binder kesişimi ve sonlu boyut ölçeklemesiyle bulunur; Mermin–Wagner teoremi, BKT geçişi ve birinci derece geçişler incelenir.

Laboratuvarı Aç
Enine alanlı Ising · S = 1/2 XXZ
Kuantum Monte Carlo Laboratuvarı

Sanal zaman yol integrali ile d boyutlu kuantum sistemi d+1 boyutlu klasik sisteme dönüşür ve dünya çizgileri örneklenir. Sürekli zaman ve SSE/yönlü döngü yöntemleriyle kuantum faz geçişleri bulunur, sonuçlar kesin çözümlerle karşılaştırılır; işaret problemi frustre bir örgüde gösterilir.

Laboratuvarı Aç
Manyetik düzen
1D zincir · kare ve üçgen örgü
Yapı Faktörü Laboratuvarı

Bir manyetik düzenin statik yapı faktörü, onu oluşturan düzlem dalgaların ağırlıklarıdır. Bragg pikleri boyuna ve enine bileşenlere ayrılır; pikler tek tek seçilerek düzen dalgaların üst üste binmesiyle yeniden kurulur. Modülasyon, harmonikler ve düzensizliğin pik şekline etkisi incelenir.

Laboratuvarı Aç
Uyarılmalar
Klasik · 1D, 2D ve 3D örgüler
Spin Dalgası Laboratuvarı

Ferromanyet ve antiferromanyette küçük bir sapmanın örgü boyunca dalga olarak yayılması. Tam (nonlineer) Landau–Lifshitz denklemi çözülür ve lineer spin dalgası teorisiyle karşılaştırılır; anizotropi, DMI ve termal magnonların etkisi incelenir.

Laboratuvarı Aç
Kuantum · kesin köşegenleştirme
Magnon Laboratuvarı

Klasik spin dalgasının kuantum karşılığı: tek magnon, iki magnonun etkileşimi ve bağlı durumları, kuantum dalgalanmalarıyla eriyen Néel durumu ve spinonlar. Kesin sayısal sonuçlar Holstein–Primakoff/Bogoliubov gibi yaklaşık teorilerle yan yana gösterilir. Spin Dalgası Laboratuvarı ile birlikte kullanılması önerilir.

Laboratuvarı Aç

Araştırma Konularına Yönelik Simülasyonlar

Grubumuzun çalışma konularıyla (manyetik skyrmionlar ve topolojik spin dokuları) ilgili, daha kısa ve odaklı simülasyonlar.

Uyarı: Bu bölümdeki simülasyonlar eğitim ve pedagojik görselleştirme amacıyla tasarlanmıştır. Kullanılan fiziksel modeller ve algoritmalar standart yöntemlerdir; ancak tarayıcıda gerçek zamanlı çalışabilmeleri için örgü boyutları küçük tutulmuştur (Ising modeli için L=100, diğer modeller için L=30) ve standart sözde-rastgele sayı üreteci kullanılmaktadır. Ising sayfasında dalgalanma büyüklükleri (χ, Cv) hesaplanırken her parametre değişikliğinden sonraki ilk 500 MCS ortalamalara katılmaz; LLG tabanlı skyrmion dinamiği sayfalarında da sistem, sürücü alan ya da alan gradyanı uygulanmadan önce güçlü sönümle durultulur. Diğer grafikler ise dengeye gelme süreci ayrılmadan anlık zaman serilerini gösterir. Bu nedenle burada elde edilen sayısal gözlemlenebilirler güçlü sonlu boyut etkileri ve yer yer denge dışı geçiş etkileri içerir; akademik yayınlar için araştırma kalitesinde veri (research-grade data) olarak kullanılmamalıdır.
Topolojik Spin Dokuları ve Skyrmionlar
2B Topolojik Spin Dokuları

Skyrmion, antiskyrmion, skyrmionium, meron ve bimeron gibi yapıların polarite, vortisite ve helisite parametreleriyle görselleştirilmesi ve birim küre üzerindeki sarımları.

Simülasyonu Başlat
DMI İçeren Heisenberg Modeli (Skyrmion)

Néel ve Bloch tipi kiral etkileşimler altında spin sikloidlerinin, sarmallarının ve kuantize topolojik yüke sahip manyetik skyrmionların Monte Carlo ile çekirdeklenmesi.

Simülasyonu Başlat
Stokastik Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) Dinamiği
C6 Örgüde LLG Dinamiği ve Skyrmion

Üçgensel örgü üzerinde Heun integratörü ile çözülen, termal Langevin gürültüsü ve DMI içeren eşzamanlı spin evrimi.

Simülasyonu Başlat
Dinamik Alan Altında Skyrmion Örgüsü Modları

Sinüzoidal manyetik alanla skyrmion örgüsünün CCW, nefes alma (breathing) ve CW spin dalgası modlarının uyarılması; rezonans, dönme yönüne göre seçici uyarma ve spektrum ölçümü.

Simülasyonu Başlat
Alan Gradyanında Skyrmion Hareketi

Uzayca değişen manyetik alanda skyrmionun sürüklenmesi, skyrmion Hall etkisi ve Thiele denklemiyle karşılaştırma; skyrmionlar arası etkileşim.

Simülasyonu Başlat
Hızlı Demolar

Temel modellerin kısa, tek ekranlık gösterimleri. Bu modellerin ve daha fazlasının ayrıntılı incelemesi için Klasik Monte Carlo Laboratuvarına bakınız.

2B Klasik Ising Modeli

Karesel örgü üzerinde ayrık (±1) spinlerin termal evrimi, faz geçişleri, manyetik alınganlık ve özgül ısı dalgalanmalarının incelenmesi.

Simülasyonu Başlat
2B Klasik Heisenberg Modeli

Sürekli (3B vektörel) spin sistemlerinin dış alan altındaki dinamikleri ve Mermin-Wagner teoreminin sonlu boyut etkileri üzerinden gözlemlenmesi.

Simülasyonu Başlat