Об устойчивых двумерных солитонах и неоднородных состояниях в магнетиках без центра инверсии

Abstract

Рассмотрены двухмерные локализованные магнитные солитоны в магнетиках без центра инверсии с учетом анизотропии в базисной плоскости. Показано, что статические солитоны в таких магнетиках стабильны по критерию Ляпунова. Механизм стабилизации солитона связан с присутствием в энергии магнетика инвариантов, линейных по градиентам. Свойства таких солитонов принципиально изменяются при учете сколь угодно малой анизотропии в базисной плоскости. Если в рассматриваемых ранее моделях чистоодноосного магнетика энергия солитона может быть сколь угодно малой, то при конечной анизотропии такого типа она имеет конечное значение во всей области термодинамической стабильности однородного основного состояния.

Розглянуто двовимірні локалізовані магнітні солітони в магнетиках без центра інверсії з урахуванням анізотропії в базисній площині. Показано, що статичні солітони в таких магнетиках стабільні по критерію Ляпунова. Механізм стабілізації солітона пов’язан з присутністю у виразі для енергії магнетика інваріантів, лінійних по градієнтам. Властивості таких солітонів принципово змінюються при урахуванні скільки завгодно малої анізотропії в базисній площині. Якщо в розглянутих раніше моделях чисто одновісного магнетика енергія солітона може бути дуже малою, то при кінцевій анізотропії такого типу вона має кінцеве значення у всій області термодинамічної стабільності однорідної» основного стану.

The two-dimensional localized magnetic solitons are considered in the magnets, having no inversion centre, with a due regard of the anisotropy in the basal plane. It is shown that static solitons in the magnets of the above type are stable with respect to the Lyapunov criterion. The stabilization mechanism of soliton is defined by the invariants present in the magnetic energy and linear with respect to gradients. The properties of the solitons vary when even the infinitesimal anisotropy in the basal plane is taken into account. In the models of uniaxial magnets considered earlier, the soliton energy may be as small as one likes but at the finite anisotropy of such type it has the finite value over a whole range of the thermodynamic stability of homogeneous basic state. Even negligible anisotropy in the basal plane causes a significant variation in the structure of soliton of rather great radius.