Сила Магнуса и инерционные свойства магнитных вихрей в слабых ферромагнетиках

Abstract

Исследован вопрос о силе Магнуса (гироскопической силе) в слабых ферромагнетиках, действующей на магнитные вихри (линии Блоха), находящиеся в доменных границах. Получена общая формула для силы Магнуса в слабых ферромагнетиках. Показано, что для большинства типов доменных границ сила Магнуса отлична от нуля и определяется средней намагниченностью подрешеток, константами взаимодействия Дзялошинского и обменного взаимодействия между подрешетками. Получены обобщенные выражения для эффективных функций Лагранжа и Рэлея в слабых ферромагнетиках с учетом вихревой структуры последних. Рассмотрен вопрос о массе вихря, величина которой в YFeO₃ порядка m*~10⁻¹⁴ г/см. Анализируется динамический прогиб доменной границы при наличии в ней движущегося вихря. Получена формула, описывающая зависимость скорости вихря в покоящейся доменной границе от магнитного поля.

Досліджено питання про силу Магнуса (гіроскопічну силу) у слабких феромагнетиках, що діє на магнітні вихори (лінії Блоха), які перебувають у доменних границях. Отримано загальну формулу для сили Магнуса в слабких феромагнетиках. Показано, що для більшості типів доменних границь сила Магнуса відмінна від нуля та визначається середньою намагніченістю підграток, константами взаємодії Дзялошинського та обмінної взаємодії між підгратками. Отримано узагальнені вирази для ефективних функцій Лагранжа і Релея в слабких феромагнетиках з урахуванням вихорової структури останніх. Розглянуто питання про масу вихору, величина якої в YFeO₃ порядку m*~10⁻¹⁴ г/см. Аналізується динамічний прогин доменної границі при наявності в ній вихору, що рухається. Отримано формулу, що описує залежність швидкості вихору в доменній границі, яка покоїться, від магнітного поля.

The question of the Magnus force in weak ferromagnets acting on magnetic vortices (Bloch lines), within domain boundary has been investigated and the general formula of the Magnus force has been derived. It is shown that the Magnus force is non-zero in most types domain boundaries and determined by the average sublattice magnetization, Dzyaloshinskii coupling constants and exchange interaction between the sublattices. Generalized expressions have been obtained for the effective Langrangian and Rayleigh functions in weak ferromagnets allowing for their vortex structure. The mass of a vortex was considered and the value m*~10⁻¹⁴ g/сm was obtained for YFeO₃. The dynamic bending of the domain boundary in the presence of a moving vortex has been analyzed. A formula has been obtained, which describes the dependence of the vortex velocity in a motionless domain boundary upon the magnetic-field.