МОДЕЛІ ГАМИЛЬТОНИАНА І НИЗЬКОЧАСТОТНІ СПЕКТРИ КОЛЕКТИВНИХ ЗБУДЖЕНЬ У МАГНЕТИКАХ ЗІ СПИНОМ S = 1
Ключові слова:
SU(3) симетрія, магнетик, спін, обмінна взаємодія, інваріант Казимира, спектри
Анотація
В роботі розглянуті питання динамічного опису нерівноважних процесів в однопідгратковому та багатопідграткових магнетиках зі спіном s = 1. У разі магнетиків зі спіном s = 1 і SU (3) симетрії обмінної взаємодії магнітних інтегралів руху вісім: це спін і квадрупольна матриця. За наявності кількох підграток, число магнітних величин, що характеризують стан рівноваги, збільшується до шістнадцяти. Наявність інваріантів Казимира дозволяє зменшити число незалежних ступенів свободи. Моделі обмінної енергії представлені в термінах інваріантів Казимира, що відповідають групам SO(3) або SU(3) симетрії, для всіх чотирьох типів магнітних ступенів свободи. Для однорідної частини обмінної енергії знайдені умови існування локальних мінімумів, які відповідають рівноважним значенням магнетика. Поряд з відомими хвилями (квадрупольними і голдстоунівськими для спінового нематика), також отримані іншого виду спектри колективних збуджень, які описують феро-квадрупольне збудження, а також квадро-нематичні, квадро-антиферомагнітні і антіферро-нематичні хвилі. Нами показано, що у разі багатопідграткових магнітних систем вид однорідної моделі енергії дозволяє знайти можливі магнітні впорядкування і досліджувати їх на стійкість.Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
1. Demishev S.V. et al. Antiferro-quadrupole resonance in CeB 6 // Physica B: Condensed Matter. – 2006. – Vol. 378. – P. 602-603.
2. Takeya H. et al. Spin dynamics and spin freezing behavior in the two-dimensional antiferromagnet NiGa2S4 revealed by Ga-NMR, NQR and μSR measurements // Physical Review B. – 2008. – Vol. 77. – No. 5. – P. 054429.
3. Santini P. et al. Multipolar interactions in f-electron systems: The paradigm of actinide dioxides // Reviews of Modern Physics. – 2009. – Vol. 81. – No. 2. – P. 807.
4. Zibold T. et al. Spin-nematic order in antiferromagnetic spinor condensates // Physical Review A. – 2016.–Vol. 93. – No. 2. – P. 023614.
5. Tsunetsugu H., Arikawa M. Spin nematic phase in S=1 triangular antiferromagnets // Journal of the Physical Society of Japan. – 2006. – Vol. 75. – No. 8. – P. 083701-083701.
6. Fridman Yu.A., Matyunin D.A. Phase states of a 2D non-Heisenberg ferromagnet // Pis'ma v ZHTF. – 2007. – Vol. 33. – No. 22.
7. Kosmachev O.A., Krivtsova A.V., Fridman Y.A. Effect of interionic anisotropy on the phase states and spectra of a non-Heisenberg magnet with S= 1 //Journal of Experimental and Theoretical Physics. – 2016. – Vol. 122. – No. 2. – P. 318-327.
8. Bar'yakhtar V.G. et al. Dynamics and relaxation in spin nematics // Physical Review B. – 2013. – Vol. 87. – No. 22. – P. 224407.
9. Papanicolaou N. Unusual phases in quantum spin-1 systems // Nuclear Physics B. – 1988.–Vol. 305. – No. 3. – P. 367-395.
10. Li P., Shen S.Q. Two-dimensional gapless spin liquids in frustrated SU(N) quantum magnets // New Journal of Physics. – 2004. – Vol. 6. – No. 1. – P. 160.
11. Bernatska J., Holod P. A generalized Landau–Lifshitz equation for an isotropic SU(3) magnet // Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. – 2009. – Vol. 42. – No. 7. – P. 075401.
12. Kovalevsky M. Y. Dynamics of normal and degenerate nonequilibrium states of magnets with spin S=1 // Low Temperature Physics. – 2010. – Vol. 36. – No. 802. – P. 1006-1012.
13. Kovalevsky M. Y. Unitary symmetry and generalization of the Landau–Lifshitz equation for high-spinmagnets // Low Temperature Physics. – 2015. – Vol. 41. – No. 9. – P. 917-937.
14. Bogolyubov N.N. Izbrannyje trudy, Vol. 3. – Kiyev: Naukova dumka, 1971. – Vol. 19. – No. 1.
15. Halperin B.I., Hohenberg P.C. Hydrodynamic theory of spin waves // Physical Review. – 1969. – Vol. 188. – No. 2. – P. 898.
16. Volkov D.V., Zheltukhin A.A., BliokhYu.P. Phenomenological Lagrangian of spin waves // FTT. – 1971. – P. 1668-1678.
17. Andreev A.F., Marchenko V.I. Symmetry and macroscopic dynamics of magnets // Uspekhi Fizicheskikh Nauk. – 1980. - Vol. 130. - No. 1. - P. 39-63.
18. Dzyaloshinskii I.E., Volovick G.E. Poisson brackets in condensed matter physics // Annals of Physics. – 1980. – Vol. 125. – No. 1. – P. 67-97.
19. Landau L., Lifshitz E. On the theory of the dispersion of magnetic permeability in ferromagnetic bodies // Phys. Z. Sowjetunion. – 1935. – Vol. 8. – No. 153. – P. 101-114.
20. Turov E.A. et al. Symmetry and Physical Properties of Antiferromagnets. – Moscow: Fizmatlit, 2001. – Vol. 560.
21. Kovalevsky M.Y., Glushchenko A.V. Quantum states, symmetry and dynamics in degenerate spin s= 1 magnets // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2014. – Vol. 355. – P. 192-196.
22. Sheynman O.K. Krichever-Novikov algebras, their representations and applications in geometry and mathematical physics // Sovremennye problemy matematiki. – 2007. – Vol. 10. – P. 3-140.
23. Kovalevsky M.Y., Glushchenko A.V. symmetry and nonlinear dynamics of high spin magnets // Annals of physics. – 2014. – Vol. 349. – P. 55-72.
24. Smerald A., Shannon N. Theory of spin excitations in a quantum spin-nematic state // Physical Review B. – 2013.–Vol. 88. – No. 18. – P. 184430.
2. Takeya H. et al. Spin dynamics and spin freezing behavior in the two-dimensional antiferromagnet NiGa2S4 revealed by Ga-NMR, NQR and μSR measurements // Physical Review B. – 2008. – Vol. 77. – No. 5. – P. 054429.
3. Santini P. et al. Multipolar interactions in f-electron systems: The paradigm of actinide dioxides // Reviews of Modern Physics. – 2009. – Vol. 81. – No. 2. – P. 807.
4. Zibold T. et al. Spin-nematic order in antiferromagnetic spinor condensates // Physical Review A. – 2016.–Vol. 93. – No. 2. – P. 023614.
5. Tsunetsugu H., Arikawa M. Spin nematic phase in S=1 triangular antiferromagnets // Journal of the Physical Society of Japan. – 2006. – Vol. 75. – No. 8. – P. 083701-083701.
6. Fridman Yu.A., Matyunin D.A. Phase states of a 2D non-Heisenberg ferromagnet // Pis'ma v ZHTF. – 2007. – Vol. 33. – No. 22.
7. Kosmachev O.A., Krivtsova A.V., Fridman Y.A. Effect of interionic anisotropy on the phase states and spectra of a non-Heisenberg magnet with S= 1 //Journal of Experimental and Theoretical Physics. – 2016. – Vol. 122. – No. 2. – P. 318-327.
8. Bar'yakhtar V.G. et al. Dynamics and relaxation in spin nematics // Physical Review B. – 2013. – Vol. 87. – No. 22. – P. 224407.
9. Papanicolaou N. Unusual phases in quantum spin-1 systems // Nuclear Physics B. – 1988.–Vol. 305. – No. 3. – P. 367-395.
10. Li P., Shen S.Q. Two-dimensional gapless spin liquids in frustrated SU(N) quantum magnets // New Journal of Physics. – 2004. – Vol. 6. – No. 1. – P. 160.
11. Bernatska J., Holod P. A generalized Landau–Lifshitz equation for an isotropic SU(3) magnet // Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. – 2009. – Vol. 42. – No. 7. – P. 075401.
12. Kovalevsky M. Y. Dynamics of normal and degenerate nonequilibrium states of magnets with spin S=1 // Low Temperature Physics. – 2010. – Vol. 36. – No. 802. – P. 1006-1012.
13. Kovalevsky M. Y. Unitary symmetry and generalization of the Landau–Lifshitz equation for high-spinmagnets // Low Temperature Physics. – 2015. – Vol. 41. – No. 9. – P. 917-937.
14. Bogolyubov N.N. Izbrannyje trudy, Vol. 3. – Kiyev: Naukova dumka, 1971. – Vol. 19. – No. 1.
15. Halperin B.I., Hohenberg P.C. Hydrodynamic theory of spin waves // Physical Review. – 1969. – Vol. 188. – No. 2. – P. 898.
16. Volkov D.V., Zheltukhin A.A., BliokhYu.P. Phenomenological Lagrangian of spin waves // FTT. – 1971. – P. 1668-1678.
17. Andreev A.F., Marchenko V.I. Symmetry and macroscopic dynamics of magnets // Uspekhi Fizicheskikh Nauk. – 1980. - Vol. 130. - No. 1. - P. 39-63.
18. Dzyaloshinskii I.E., Volovick G.E. Poisson brackets in condensed matter physics // Annals of Physics. – 1980. – Vol. 125. – No. 1. – P. 67-97.
19. Landau L., Lifshitz E. On the theory of the dispersion of magnetic permeability in ferromagnetic bodies // Phys. Z. Sowjetunion. – 1935. – Vol. 8. – No. 153. – P. 101-114.
20. Turov E.A. et al. Symmetry and Physical Properties of Antiferromagnets. – Moscow: Fizmatlit, 2001. – Vol. 560.
21. Kovalevsky M.Y., Glushchenko A.V. Quantum states, symmetry and dynamics in degenerate spin s= 1 magnets // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2014. – Vol. 355. – P. 192-196.
22. Sheynman O.K. Krichever-Novikov algebras, their representations and applications in geometry and mathematical physics // Sovremennye problemy matematiki. – 2007. – Vol. 10. – P. 3-140.
23. Kovalevsky M.Y., Glushchenko A.V. symmetry and nonlinear dynamics of high spin magnets // Annals of physics. – 2014. – Vol. 349. – P. 55-72.
24. Smerald A., Shannon N. Theory of spin excitations in a quantum spin-nematic state // Physical Review B. – 2013.–Vol. 88. – No. 18. – P. 184430.
Опубліковано
2017-08-01
Цитовано
Як цитувати
Glushchenko, A. V., & Kovalevsky, M. Y. (2017). МОДЕЛІ ГАМИЛЬТОНИАНА І НИЗЬКОЧАСТОТНІ СПЕКТРИ КОЛЕКТИВНИХ ЗБУДЖЕНЬ У МАГНЕТИКАХ ЗІ СПИНОМ S = 1. Східно-європейський фізичний журнал, 4(2), 4-10. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2017-2-01
Розділ
Статті
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
