СПИНОВЫЕ ВОЛНЫ

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 к.-л. 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. Блохам в 1930.

С. в., как всякая волна, характеризуется зависимостью частоты  от волнового вектора k (законом дисперсии). В сложных магнетиках (кристаллах с несколькими магнитными подрешётками) могут существовать неск. типов С. в.; их закон дисперсии существенно зависит от магнитной структуры тела.

С. в. допускают наглядную классич. интерпретацию: рассмотрим цепочку из N атомов, расстояния между к-рыми а, в магнитном поле H (см. рис.). Если волновой вектор С. в. k = О, это означает, что все спины синфазно прецессируют вокруг направления поля H. Частота этой однородной прецессии равна лармо-ровой частоте о. При k <> О 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 (CM. рис.). Частота (k) неоднородной прецессии больше частоты однородной прецессии ₀. Зная силы взаимодействия между

Прецессия N векторов спинов в линейной цепочке атомов ("моментальный снимок").

спинами, можно рассчитать зависимость

(k)

В ферромагнетиках для длинных С. в. (ka "1) эта зависимость проста:

(k) = ₀ + _е(аk)^г; (1) величина h_e порядка величины обменного интеграла между соседними атомами. Как правило, _e>₀. Частота однородной прецессии ₀ определяется анизотропией кристалла и приложенным к нему магнитным полем H: соо = = g(,M + H), где g - магнитомеханиче-ское отношение,  -константа анизотропии, M - намагниченность при T = OK. Квантовомеханич. рассмотрение системы взаимодействующих спинов позволяет вычислить законы дисперсии С. в. для различных кристаллич. решёток при произвольном соотношении между длиной С. в. и постоянной кристаллич. решётки.

С. в. ставят в соответствие квазичастицу, наз. магноном. При T = OK в магнетиках нет магнонов, с ростом темп-ры они появляются и число магнонов растёт- в ферромагнетиках приблизительно пропорционально T^3/2, а в антиферромагнетиках ~Т³. Рост числа магнонов приводит к уменьшению магнитного порядка. Так, благодаря возрастанию числа С. в. с ростом темп-ры уменьшается намагниченность ферромагнетика, причём изменение намагниченности М(Т) ~ T³/² (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 нек-рых особенностях электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), в частности в селективной прозрачности металлич. пластин для электромагнитных волн с частотами, близкими к частоте ЭПР.

Лит.: Ахиезер А. И., Барьяхтар В. Г., Пелетминский С. В., Спиновые волны, M., 1967. M. И. Каганов.