Магнон

Магнон
Состав	Квазичастица
Семья	Бозон
Теоретически обоснована	1930 г. Феликсом Блохом
Масса	0 МэВ/c2 (теоретически)
Время жизни	∞ (теоретически)
Квантовые числа
Электрический заряд	0
Спин	1
Медиафайлы на Викискладе

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 магнона^{[источник не указан 2968 дней]}.

Концепция магнона была введена в 1930 г. Феликсом Блохом^[1] для количественного объяснения феномена уменьшения спонтанной намагниченности^[англ.] 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^[англ.]*, 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 ${\displaystyle \hbar }$ и полный магнитный момент вдоль оси квантования — на ${\displaystyle g\hbar }$, где ${\displaystyle g}$ — это гиромагнитное отношение.

Количественная теория магнонов (квантованных спиновых волн) получила дальнейшее развитие в работах Тэда Хольстена^[англ.], 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].

• Спиновые волны
• Магноника

• Kittel C. Introduction to Solid State Physics. — 1953 (1st ed.), 2005 (8th ed.). — ISBN 0-471-41526-X.
  • Русский перевод: Киттель Ч. Элементарная физика твёрдого тела. — М.: Наука, 1965.
  • Русский перевод: Киттель Ч. Введение в физику твёрдого тела. — М.: Наука, 1978.
• P. Schewe and B. Stein, Physics News Update 746, 2 (2005). online Архивная копия от 10 апреля 2013 на Wayback Machine

• Ахиезер А. И., Барьяхтар В. Г., Пелетминский С. В. Спиновые волны. — М., 1967.

В статье есть список источников, но не хватает сносок. Без сносок сложно определить, из какого источника взято каждое отдельное утверждение. Вы можете улучшить статью, проставив сноски на источники, подтверждающие информацию. Сведения без сносок могут быть удалены. (20 октября 2013)