Русская Википедия:Магнон
Шаблон:Квазичастица Магно́н — квазичастица, соответствующая элементарному возбуждению системы взаимодействующих спинов. В кристаллах с несколькими магнитными подрешётками (например, антиферромагнетиках) могут существовать несколько сортов магнонов, имеющих различные энергетические спектры. Магноны подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна. Магноны взаимодействуют друг с другом и с другими квазичастицами. Существование магнонов подтверждается экспериментами по рассеянию нейтронов, электронов и света, которое сопровождается рождением или уничтожением магнонаШаблон:Нет АИ.
Краткая история
Концепция магнона была введена в 1930 г. Феликсом Блохом[1] для количественного объяснения феномена уменьшения Шаблон:Iw в ферромагнетиках. При температуре абсолютного нуля ферромагнетик достигает состояния наименьшей энергии, в котором атомные спины (а также и магнитные моменты) выстраиваются в одном направлении. По мере повышения температуры спины начинают отклоняться от общего направления, тем самым увеличивая внутреннюю энергию и уменьшая полную намагниченность. Если представить идеально намагниченный ферромагнетик как Шаблон:Iw, то состояние при низких температурах, в котором идеальный порядок нарушен небольшим количеством перевёрнутых спинов, можно представить как газ из квазичастиц — магнонов. Каждый магнон уменьшает количество правильно выстроенных спинов на <math>\hbar</math> и полный магнитный момент вдоль оси квантования — на <math>g \hbar</math>, где <math>g</math> — это гиромагнитное отношение.
Количественная теория магнонов (квантованных спиновых волн) получила дальнейшее развитие в работах Шаблон:Iw, Генри Примакова[2] и Фримена Дайсона[3]. Используя модель вторичного квантования, они показали, что магноны ведут себя как слабо взаимодействующие квазичастицы, подчиняющиеся законам Бозе — Эйнштейна. Подробное описание теории магнонов можно найти в учебнике Чарльза Киттеля по физике твёрдого тела[4] или в ранней обзорной статье Ван Кранендонка и Ван Флека [5].
Непосредственное доказательство существования магнонов было найдено в 1957 г. Бертрамом Брокхаузом, который продемонстрировал неупругое рассеивание нейтронов на магнонах в ферритах[6]. Существование магнонов было продемонстрировано в ферромагнетиках, ферримагнетиках и антиферромагнетиках.
Эксперименты с антиферромагнетиками в сильных магнитных полях продемонстрировали, что магноны действительно подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна. Бозе-эйнштейновская конденсация магнонов в антиферромагнетике при низких температурах была доказана Никуни и др.[7], а в ферримагнетике при комнатной температуре Демокритовым и др.[8].
См. также
Литература
- Шаблон:Книга
- Русский перевод: Шаблон:Книга
- Русский перевод: Шаблон:Книга
- P. Schewe and B. Stein, Physics News Update 746, 2 (2005). online Шаблон:Wayback
Источники
- Большая советская энциклопедия.
- Ахиезер А. И., Барьяхтар В. Г., Пелетминский С. В. Спиновые волны. — М., 1967.
Шаблон:Квазичастицы Шаблон:Полностью нет сносок
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 7th edition (Wiley, 1995). Шаблон:ISBN
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
