Магнон | это... Что такое Магнон? (original) (raw)

Магнон

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, сопровождающемуся рождением или уничтожением магнона.

Краткая история

Концепция магнона была введена в 1930 г. Феликсом Блохом (англ. Felix Bloch) для количественного объяснения феномена уменьшения спонтанной намагниченности 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 вакуумное состояние, 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 $\hbar$ и полный магнитный момент вдоль оси квантования — на $g \hbar$ , где — это гиромагнитное отношение.
Квантовая теория спиновых волн (магнонов) была разработана Тэдом Хольстеном, Генри Примаковым (1940) и Фрименом Дайсоном (1956). Используя модель вторичного квантования, они показали, что магноны ведут себя как слабо взаимодействующие квазичастицы, подчиняющиеся законам Бозе — Эйнштейна.
Непосредственное доказательство существования магнонов было найдено в 1957 Бертрамом Брокхаузом, который продемонстрировал неупругое рассеивание нейтронов на магнонах в ферритах. Существование магнонов было продемонстрировано в ферромагнетиках, ферримагнетиках и антиферромагнетиках.
Эксперименты с антиферромагнетиками в сильных магнитных полях продемонстрировали, что магноны действительно подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна: в нескольких таких материалах наблюдалась конденсации Бозе — Эйнштейна магнонов. См., например, статью Никуни и соавторов.

Литература

C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 7th edition (Wiley, 1995). ISBN 0-471-11181-3.
F. Bloch, Z. Physik 61, 206 (1930).
T. Holstein and H. Primakoff, Phys. Rev. 58, 1098 (1940). online
F. J. Dyson, Phys. Rev. 102, 1217 (1956). online
B. N. Brockhouse, Phys. Rev. 106, 859 (1957). online
J. Van Kranendonk and J. H. Van Vleck, Rev. Mod. Phys. 30, 1 (1958). online
T. Nikuni, M. Oshikawa, A. Oosawa, and H. Tanaka, Phys. Rev. Lett. 84, 5868 (1999). online
P. Schewe and B. Stein, Physics News Update 746, 2 (2005). online

Источники

Большая советская энциклопедия.

См. также

Спиновые волны

Категории:

Квазичастицы
Физика твёрдого тела

Wikimedia Foundation.2010.

Синонимы:

Полезное

Смотреть что такое "Магнон" в других словарях:

МАГНОН — квазичастица, соответствующая волне поворотов спинов в магнитоупорядоченных средах (см. СПИНОВЫЕ ВОЛНЫ). М. проявляют себя в тепловых, высокочастотных и др. свойствах в ва. При темп ре T=0К в среде нет М., с ростом темп ры число М. растёт (в… … Физическая энциклопедия
магнон — квазичастица, волна Словарь русских синонимов. магнон сущ., кол во синонимов: 2 • волна (35) • … Словарь синонимов
МАГНОН — квазичастица, квантовый аналог спиновой волны в магнитоупорядоченных средах. Магноны в значительной степени определяют термодинамические, кинетические, оптические и др. свойства ферро и антиферромагнетиков … Большой Энциклопедический словарь
магнон — магнон; спиновая волна Квазичастица, описывающая коллективные колебания магнитных атомов в магнитоупорядоченных средах, металлах, ферми жидкостях … Политехнический терминологический толковый словарь
магнон — Термин магнон Термин на английском magnon Синонимы Аббревиатуры Связанные термины ферромагнетизм, ферромагнетик, фонон Определение квазичастица, соответствующая кванту спиновых волн в магнитоупорядоченных средах Описание Магнон по отношению к… … Энциклопедический словарь нанотехнологий
магнон — квазичастица, квантовый аналог спиновой волны в магнитоупорядоченных средах. магнон в значительной степени определяют термодинамические, кинетические, оптические и другие свойства ферро и антиферромагнетиков. * * * МАГНОН МАГНОН, квазичастица,… … Энциклопедический словарь
магнон — magnonas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnon vok. Magnon, n rus. магнон, m pranc. magnon, m … Fizikos terminų žodynas
МАГНОН-ФОНОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ — взаимодействие упругих и спиновых волн в твёрдом теле. (см. МАГНИТОУПРУГИЕ ВОЛНЫ). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 … Физическая энциклопедия
магнон-фононний — а, е. Стос. до магнонів і фононів … Український тлумачний словник
магнон-магнонное взаимодействие — magnonų sąveika statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnon magnon interaction vok. Magnon Magnon Wechselwirkung, f rus. магнон магнонное взаимодействие, n pranc. interaction magnon magnon, f … Fizikos terminų žodynas