Magnon

Magnon: Kwazicząstka Spinowa

Magnon to kwazicząstka, która opisuje elementarny kwant wzbudzeń spinowych w kryształach. Oddziałujące spiny w sieci krystalicznej mogą tworzyć fale wzbudzeń, znane jako fale spinowe. Te kolektywne wzbudzenia układu spinów w krysztale można porównać do fal elektromagnetycznych, których kwantem jest foton.

Definicja i Właściwości Magnonów

Kwantem fali spinowej jest magnon. Propagujący się magnon ma przypisane wartości:

• Kwazipęd: $vec\{p\}=hbar\; vec\{k\}$ (gdzie $k$ to wektor falowy)
• Energia: $E=hbar\; omega(k)$

Dyspersyjna zależność energii magnonów przedstawia się następująco:

$E\_k=hbar\; omega(k)=2J\; S\; (z-sum\_deltacos(vec\{k\}vecdelta))sim\; (2J\; S\; a^2)k^2=frac\{hbar^2\; k^2\}\{2m\_*\},$

gdzie:

• $a$ – stała sieci
• $J$ – całka wymiany
• $S$ – wartość spinu
• Sumowanie odbywa się po najbliższych sąsiadach

W ferromagnetykach magnony zachowują się jak bozony o pewnej masie efektywnej. Opis układu oddziałujących spinów realizuje model Heisenberga.

Podobne Kwazicząstki

Innymi przykładami kwazicząstek są:

• Ekscytony
• Fonony
• Polaron
• Polarytron

Literatura

• J. Garbarczyk, Wstęp do fizyki ciała stałego, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000.
• Ch. Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego, PWN, Warszawa 1999.
• J.M. Ziman, Wstęp do fizyki ciała stałego, PWN, Warszawa 1977.

Magnon jest kluczowym pojęciem w fizyce ciała stałego, szczególnie w kontekście badań nad właściwościami magnetycznymi materiałów.