論文の概要: Direct observation of a dynamical glass transition in a nanomagnetic artificial Hopfield network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.02372v1
• Date: Fri, 4 Feb 2022 20:18:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-26 20:43:46.262697
• Title: Direct observation of a dynamical glass transition in a nanomagnetic artificial Hopfield network
• Title（参考訳）: ナノ磁性人工ホップフィールドネットワークにおける動的ガラス転移の直接観察
• Authors: Michael Saccone, Francesco Caravelli, Kevin Hofhuis, Sergii Parchenko, Yorick A. Birkh\"olzer, Scott Dhuey, Armin Kleibert, Sebastiaan van Dijken, Cristiano Nisoli, and Alan Farhan
• Abstract要約: 相互作用ネットワーク上に配置された双極子結合単ドメインIsing型ナノ磁性体からなる人工スピングラスの実験的実現について述べる。 具体的には、スピングラス相関関数の温度依存性は、2次元スピングラスの理論モデルから予測されるパワー則の傾向に従う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Spin glasses, generally defined as disordered systems with randomized competing interactions, are a widely investigated complex system. Theoretical models describing spin glasses are broadly used in other complex systems, such as those describing brain function, error-correcting codes, or stock-market dynamics. This wide interest in spin glasses provides strong motivation to generate an artificial spin glass within the framework of artificial spin ice systems. Here, we present the experimental realization of an artificial spin glass consisting of dipolar coupled single-domain Ising-type nanomagnets arranged onto an interaction network that replicates the aspects of a Hopfield neural network. Using cryogenic x-ray photoemission electron microscopy (XPEEM), we performed temperature-dependent imaging of thermally driven moment fluctuations within these networks and observed characteristic features of a two-dimensional Ising spin glass. Specifically, the temperature dependence of the spin glass correlation function follows a power law trend predicted from theoretical models on two-dimensional spin glasses. Furthermore, we observe clear signatures of the hard to observe rugged spin glass free energy in the form of sub-aging, out of equilibrium autocorrelations and a transition from stable to unstable dynamics.
• Abstract（参考訳）: スピングラスは一般にランダムな相互作用を持つ乱れたシステムとして定義され、広く研究されている複雑なシステムである。 スピングラスを記述する理論モデルは、脳機能、誤り訂正符号、株式市場のダイナミクスなど、他の複雑なシステムで広く使われている。 このスピングラスへの幅広い関心は、人工スピンアイスシステムの枠組み内で人工スピングラスを生成する強い動機を与える。 本稿では、ホップフィールドニューラルネットワークの側面を再現する相互作用ネットワーク上に配置した双極子結合型単一ドメインイジング型ナノマグネットからなる人工スピングラスの実験的実現について述べる。 低温x線光電子分光電子顕微鏡 (xpeem) を用いて, これらのネットワーク内の熱駆動モーメント変動の温度依存性イメージングを行い, 2次元イジングスピンガラスの特性を観察した。 具体的には、スピングラス相関関数の温度依存性は、2次元スピングラスの理論モデルから予測される力則トレンドに従う。 さらに, 不規則なスピンガラスの自由エネルギーをサブエイジング, 平衡自己相関からの脱離, 安定から不安定なダイナミクスへの遷移という, 明瞭なシグネチャを観察した。

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