Dr. K. L. Metlov (dr_klm) wrote,
Dr. K. L. Metlov
dr_klm

Category:

Скирмионы

Пока я прохлаждался на море, журнал "Природа" восторженно рапортовал об открытии решетки скирмионов (топологических солитонов, названных так по имени Tony H. R. Skyrme, первым предложившим такое солитонное решение уравнений теории поля).

Я не согласен, что наблюдаемая в том эксперименте магнитная текстура состоит из скирмионов (топологических солитонов, возникающих вследствии нелинейности динамических уравнений), а считаю ее лишь результатом линейной интерференции.

Рассматриваемый в работе материал является гелимагнетиком. В силу характерного для таких материалов кирального взаимодействия Дзялошинского-Мориа магнитным спинам в соседних углах решетки выгодно находиться под некоторым (малым) углом друг к другу. В сочетании с, предпочитающим однородность, обменным взаимодействием равновесная структура таких материалов в нулевом поле представляет собой спираль. Ее можно представить себе состоящей из однородно намагниченных плоскостей при том, что векторы в соседних плоскостях плавно вращаются, описывая круг за кругом.

Например, если взять в качестве направления спирали комплексный вектор q1=I (т.е. вектор (0,1) на плоскости), то проекция магнитного момента спирали на плоскость будет представлять собой такое вот векторное поле:
VectorPlot[{Re[#], Im[#]} &[I q1 Cos[Re[Conjugate[q1] (x + I y)]]], {x, -3, 3}, {y, -3, 3}]

Если взять еще две таких спирали с направлениями, повернутыми на 120°: q2 = q1*Exp[I 2 Pi/3] и q3 = q1*Exp[-I 2 Pi/3]:
VectorPlot[{Re[#], Im[#]} &[
I q2 Sin[Re[Conjugate[q2] (x + I y)]]], {x, -3, 3}, {y, -3, 3}]


VectorPlot[{Re[#], Im[#]} &[
I q2 Sin[Re[Conjugate[q3] (x + I y)]]], {x, -3, 3}, {y, -3, 3}]


и просто их сложить (т.е. построить их линейную суперпозицию), то получится
With[{q = 1},
VectorPlot[{Re[#], Im[#]} &[
I q1 Cos[q Re[Conjugate[q1] (x + I y)]] +
I q2 Sin[q Re[Conjugate[q2] (x + I y)]] +
I q3 Cos[q Re[Conjugate[q3] (x + I y)]]], {x, -8, 8}, {y, -8, 8},
VectorPoints -> 30]]


Сравнив эту интерференционную картинку с экспериментальной из упомянутой выше работы:
,
мы ясно видим что, с точностью до мельчайшего вектора, наблюдалась именно эта линейная интерференция, а вовсе никакие не скирмионы.

Низачот ! ;-))
Tags: sci
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 18 comments