Преломление магнитных пузырей и квазибризеры в неоднородных антиферромагнетиках
Д. М. Спайт University of Leeds
Аннотация:
Исследована динамика солитонов в виде магнитных пузырей в двумерной
изотропной антиферромагнитной спиновой решетке в случае, когда обменный
интеграл
$J(x,y)$ зависит от координат. В почти непрерывном режиме эта
система описывается релятивистской
$O(3)$ сигма-моделью в пространстве-времени с определяемой
$J$ пространственно неоднородной
метрикой. Для описания низкоэнергетической солитонной динамики в данной
системе используется геодезическая аппроксимация: движение
$n$-солитона
аппроксимируется геодезическим движением в пространстве модулей
$\textsf{M}_n$ статических
$n$-солитонов, снабженном
$L^2$-метрикой
$\gamma$. Получены явные формулы для
$\gamma$ при различных естественных
выборах
$J(x,y)$. Из них следует, что траектории отдельных солитонов
испытывают преломление, а
$J^{-1}$ аналогичен показателю преломления, и
что такой эффект преломления позволяет конструировать простые пузырьковые
линзы и “пузырьководы.” Подробно рассмотрен случай, когда
$J$ имеет
дисковую неоднородность (со значением
$J_+$ снаружи диска и
$J_-<J_+$
внутри него). Приводятся аргументы в пользу того, что при достаточно
больших значениях отношения
$J_+/J_-$ этот тип антиферромагнетиков
поддерживает приближенные квазибризеры: два или более совпадающих пузыря,
заключенных внутри диска, испытывают внутреннее вращение, в то время как
форма этих пузырей испытывает периодические колебания с несоизмеримыми в случае общего положения периодами.
Ключевые слова:
топологические солитоны, геодезическая аппроксимация, антиферромагнетик Гейзенберга.
DOI:
10.4213/tmf6080