Спиновые Волны

Спиновые Волны в Энциклопедическом словаре:
Спиновые Волны - возбуждения, характерные для магнитоупорядоченных сред -ферромагнетиков, антиферромагнетиков, ферримагнетиков, ферми-жидкости (вмагнитном поле), в которых нарушение магнитного порядка не локализуется, араспространяется в виде волны (см. также Магнон).

Определение «Спиновые Волны» по БСЭ:
Спиновые волны - 1) в магнитоупорядоченных средах (магнетиках) волны нарушений «спинового порядка». В ферромагнетиках, Антиферромагнетиках и Ферритах спины атомов и связанные с ними магнитные моменты в основном состоянии строго упорядочены. Из-за сильного обменного взаимодействия между атомами отклонение магнитного момента какого-либо атома от положения равновесия не локализуется, а в виде волны распространяется в среде. С. в. являются элементарным (простейшим) движением магнитных моментов в магнетиках. Существование С. в. было предсказано Ф. Блохом в 1930.
С. в., как всякая волна, характеризуется зависимостью частоты ω от волнового вектора k (законом дисперсии). В сложных магнетиках (кристаллах с несколькими магнитными подрешётками) могут существовать несколько типов С. в.; их закон дисперсии существенно зависит от магнитной структуры тела.
С. в. допускают наглядную классическую интерпретацию: рассмотрим цепочку из N атомов, расстояния между которыми а, в магнитном поле Н (см. рис.). Если волновой вектор С. в. k = 0, это означает, что все спины синфазно прецессируют вокруг направления поля Н. Частота этой однородной прецессии равна ларморовой частоте ω₀.
При k ≠ 0 спины совершают неоднородную прецессию: прецессии отдельных спинов (1, 2, 3 и т. д.) не находятся в одной фазе, сдвиг фаз между соседними атомами равен ka (см. рис.). Частота ω (k) неоднородной прецессии больше частоты однородной прецессии ω₀.
Зная силы взаимодействия между спинами, можно рассчитать зависимость ω(k).
В ферромагнетиках для длинных С. в. (ka << 1) эта зависимость проста:
ω(k) = ω₀ + ω_e(ak)І; (1)
величина ħω_e порядка величины обменного интеграла между соседними атомами. Как правило, ω_e >> ω₀. Частота однородной прецессии ω₀ определяется анизотропией кристалла и приложенным к нему магнитным полем H: ω₀ = g(βM + H), где g - магнитомеханическое отношение, β - константа анизотропии, M - намагниченность при T = 0 К.
Квантовомеханическое рассмотрение системы взаимодействующих спинов позволяет вычислить законы дисперсии С. в. для различных кристаллических решёток при произвольном соотношении между длиной С. в. и постоянной кристаллической решётки.
С. в. ставят в соответствие квазичастицу, называемую магноном. При T = 0 К в магнетиках нет магнонов, с ростом температуры они появляются и число магнонов растет - в ферромагнетиках приблизительно пропорционально T^{3 ⁄ 2}, а в антиферромагнетиках ≈Tі. Рост числа магнонов приводит к уменьшению магнитного порядка. Так, благодаря возрастанию числа С. в. с ростом температуры уменьшается намагниченность ферромагнетика, причём изменение намагниченности ΔM(T) ∼ T^{3 ⁄ 2} (закон Блоха).
С. в. проявляют себя в тепловых, высокочастотных и др. свойствах магнетиков. При неупругом рассеянии нейтронов магнетиками в последних возбуждаются С. в. Рассеяние нейтронов - один из наиболее результативных методов экспериментального определения законов дисперсии С. в. (см. Нейтронография).
2) С. в. в немагнитных металлах - колебания спиновой плотности электронов проводимости, обусловленные обменным взаимодействием между ними. Существование С. в. в немагнитных металлах проявляется в некоторых особенностях электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), в частности в селективной прозрачности металлических пластин для электромагнитных волн с частотами, близкими к частоте ЭПР.
Лит.: Ахиезер А. И., Барьяхтар В. Г., Пелетминский С. В., Спиновые волны, М., 1967.
М. И. Каганов.
Прецессия N векторов спинов в линейной цепочке атомов («моментальный снимок»).

Спинномозговые Нервы    Спиновые Волны    Спиноза