Journal of Experimental and Theoretical Physics
HOME | SEARCH | AUTHORS | HELP      
Journal Issues
Golden Pages
About This journal
Aims and Scope
Editorial Board
Manuscript Submission
Guidelines for Authors
Manuscript Status
Contacts


ZhETF, Vol. 162, No. 5, p. 630 (November 2022)
(English translation - JETP, Vol. 135, No. 5, p. 617, November 2022 available online at www.springer.com )

Новый взгляд на «нутацию» спинов
Салихов К.М.

Received: May 28, 2022

DOI: 10.31857/S0044451022110037

PDF (1135.6K)

Показано, что теория нутации Торри на основе уравнений Блоха для вектора намагниченности не может быть использована для описания «нутации» взаимодействующих спинов (включая расщепление спиновых уровней энергии в нулевом магнитном поле). Уравнения Блоха предполагают, что вектор магнитного момента спинов полностью задает состояние спинов. Но это верно только для невзаимодействующих частиц со спином S=1/2. На примере простейшей системы со спином S=1 проведено систематическое рассмотрение отклика («нутации») спинов на внезапное включение переменного магнитного поля. Проведен детальный анализ зависимости «нутации» от спин-спинового взаимодействия и характера возбуждения спинов переменным полем. В условиях, когда спин-спиновые взаимодействия сопоставимы с энергией взаимодействия спинов с переменным полем, движение намагниченности спинов описывается как сумма вкладов, осциллирующих с разными частотами, которые равны частотам переходов между собственными состояниями спин-гамильтониана во вращающейся системе координат. Впервые для описания «нутации» спинов использован математический аппарат Гейзенберга. В этом подходе уравнения движения записываются непосредственно для измеряемых в опыте величин. Для спинов полный ортогональный набор величин составляют дипольный момент и мультипольные поляризации. Для демонстрации потенциала этого описания «нутации» рассмотрен конкретный случай парамагнитных частиц со спином S=1. С учетом энергии расщепления в нулевом магнитном поле получены связанные уравнения движения для дипольного и квадрупольного моментов. Их можно назвать обобщенными уравнениями магнитной поляризации спинов. Эти уравнения показывают, что при наличии спин-спиновых взаимодействий происходит обратимое взаимное превращение дипольного и квадрупольного моментов. Это приводит к осцилляциям длины вектора намагниченности спинов, проекции которого наблюдаются обычно в эксперименте. Поэтому наблюдаемые в эксперименте осцилляции проекций намагниченности отражают как нутацию вектора намагниченности, так и модуляцию длины этого вектора за счет взаимопревращения дипольной и квадрупольной поляризации.

 
Report problems