Магнитная подрешётка. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Магнитная подрешётка - совокупность кристаллографически эквивалентных атомов кристалла, атомные магн. моменты к-рых равны и параллельны; понятие "М. п." используется при описании магнитной атомной структуры магнитоупорядоченных кристаллов (МУ-кристаллов) в модели локализов. магн. моментов. Рассчитанная на единицу объёма сумма магн. моментов атомов, входящих в данную М. п., наз. намагниченностью подрешётки. Термин "М. п." возник, когда число М. п. у известных кристаллов не превышало двух, т. е. когда среди магн. структур кристаллов были известны лишь простейшие их типы: ферромагнитная (ФМ-структура, одна подрешётка) и коллинеарная антиферромагнитная (АФМ-структура, две подрешётки). Позднее к ним добавилась неелев-ская коллинеарная ферримагн. структура (ФИМ-структура, в простейшем случае - две подрешётки). В дальнейшем были обнаружены магнетики. с более сложными, неколлинеарными магн. структурами и, соответственно, с большим числом подрешёток (три, четыре и более). Описание свойств винтовых несоразмерных магнитных структур формально требует бесконечного числа М. п., поэтому к таким структурам понятие "М. п." не применяют.

Прямые эксперим. доказательства существования М. п. были получены методами магнитной нейтронографии. Магн. нейтронограммы многих МУ-магнетиков указывают на существование в них небольшого числа М. п. Концепция М. п. широко используется в физике МУ-кристаллов: при интерпретации их нейтронограмм; в феноменологич. теории МУ-магнетиков; при описании полевой и температурной зависимости магн. восприимчивости МУ-кристаллов; ВЧ-свойств МУ-кристаллов; явлений ферро- и антиферромагн. резонанса; магнитоупругого взаимодействия и т. д.

Строго говоря, М. п.- понятие модельное. Иллюстрацией этого может служить следующий пример. Предположим, что АФМ-структура кристалла такова, что в магнитной ячейке имеются атомные моменты четырёх направлений, так что число М. п. здесь равно 4 (рис.). Но если угол

мал, то приближённо можно считать, что магн. структура характеризуется лишь двумя М. п. с антипараллельной ориентацией их намагниченностей (за их антипараллельность ответственно сильное обменное взаимодействие отрицат. знака), а расщепление каждой из них, в свою очередь, на две обязано гораздо более слабым (релятивистским) взаимодействиям. Тогда для описания большинства свойств такого антиферромагнетика достаточно пренебречь слабой неколлинеарностью и пользоваться двухподрешёточной моделью. Лишь для объяснения нек-рых эксперим. данных потребуется рассмотрение истинной магн. структуры и использование 4-подрешёточной модели.

Т. о., часто число вводимых М. п. связано с глубиной (детальностью) теоретич. рассмотрения магн. структуры МУ-кристаллов и их свойств. Иногда, даже зная из эксперим. данных о наличии большого числа М. п., сознательно применяют огрублённое описание и для простоты пользуются меньшим числом М. п. (чаще всего это соответствует обменному приближению). Естественно, число М. п. не может превышать числа магн. атомов в магн. ячейке.

В феноменологич. теории МУ-кристаллов понятие М. и. обретает новые черты. Суммарная намагниченность каждой подрешётки считается непрерывно распределённой в пространстве с плотностью

так что МУ-кристалл рассматривают как совокупность взаимопроникающих сплошных сред с намагниченностями

для каждой из них. Термодинамический потенциал Ф кристалла записывается с учётом энергии взаимодействия намагниченностей подрешёток и инвариантен к группе симметрии парамагн. фазы кристалла. В число входящих в Ф членов есть члены, соответствующие взаимодействию намагниченности подрешётки с самой собой, а не только с намагниченностями других М. п. Такой подход позволяет исследовать, напр., динамич. свойства МУ-кристаллов, в частности собств. частоты колебаний намагниченностей М. п. (спектр спиновых волн), если допустить слабую неоднородность М. п. (небольшие отклонения локальной намагниченности от ср. значения) и характеризовать МУ-кристалл не только намагниченностями

но и их градиентами. При актуальных для эксперимента ДВ-колебаниях можно считать неоднородности

малыми и использовать разложение по малым отклонениям от равновесного распределения намагниченностей М. п.

При использовании любой модели М. п. (точной или огрублённой) в решении подобных динамич. задач должно выполняться следующее правило: число ветвей колебат. спектра равно числу М. п. (числу прецессирующих векторов намагниченности), одна из ветвей является бесщелевой (голдстоуновской), а остальные имеют щели (являются оптическими) - при учёте достаточного количества взаимодействий; при пренебрежении же какими-то взаимодействиями бесщелевыми могут стать и другие ветви.

Литература по магнитным подрешёткам

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.