К теории квантовых фазовых переходов в димеризованных антиферромагнетиках

Abstract

Рассмотрен индуцированный внешним магнитным полем квантовый фазовый переход в димеризованном спиновом кристалле из его синглетного основного состояния в антиферромагнитно упорядоченное в предположении, что обменное взаимодействие как внутри димеров, так и между ними носит антиферромагнитный характер. Показано, что в процессе такого превращения критически возникает магнитная поляризация ионов в димере, а следовательно, и димеров в целом. Ориентации векторов спинов и величины их проекций в магнитоупорядоченной фазе зависят от приложенного магнитного поля, а магнитная восприимчивость этой — по существу, квантовой — фазы остается (аналогично случаю классического неелевского антиферромагнетика) постоянной в ходе разворота спинов магнитных подрешеток.

Розглянуто індукований зовнішнім магнітним полем квантовий фазовий перехід у димеризованому спіновому кристалі з його синглетного основного стану в антиферомагнітно впорядкований у припущенні, що обмінна взаємодія як всередині димерів, так і між ними носить антиферомагнітний характер. Показано, що в процесі такого перетворення критичним чином виникає магнітна поляризація іонів в димері, а отже, і димерів взагалі. Орієнтації векторів спінів та величини їх проекцій у магнітовпорядкованій фазі залежать від прикладеного магнітного поля, а магнітна сприйнятливість цієї — по суті, квантової — фази залишається (аналогічно випадку класичного неєлівського антиферомагнетику) постійною в процесі розвороту спінів магнітних підграток.

The field-induced quantum magnetic phase transition in a dimerized spin crystal from its singlet ground state in the antiferromagnetic one is considered оn the assumption that the exchange interaction both on dimmers and between them is of antiferromagnetic character. It is shown that because of this transition there occurs a magnetic polarization of the dimer ions and dimers as a whole. Spin orientations and spin projections in the magneto-ordered phase depend on the applied magnetic field, and magnetic susceptibility of this (in fact, quantum) state proves to be constant (as in classical Neel antiferromagnet) with changing orientations of sublattice spins.