Сотрудник ВМК развивает аппарат квантовой теории магнетизма металлов

Сотрудник факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ имени М.В.Ломоносова с коллегой подготовили большой обзор, посвященный спин-флуктуационной теории магнетизма металлов. Обзор опубликован в журнале Physics of Metals and Metallography.

Несмотря на значительный прогресс, достигнутый в расчетах магнитных характеристик при абсолютном нуле, изучение магнитных свойств металлов и сплавов при конечных температурах остается нерешенной и актуальной проблемой. Важную роль в построении теории играют спиновые флуктуации (отклонения спиновой плотности от ее среднего значения). Основная трудность состоит в том, чтобы учесть одновременно квантовый характер (динамику) и нелокальность спиновых флуктуаций.

«Мы сделали обзор динамической спин-флуктуационной теории магнетизма металлов. Теория позволяет рассчитывать магнитные свойства ферромагнитных металлов при конечных температурах. В статье дан подробный анализ методов и проведено сравнение численных результатов с экспериментом», — рассказал Николай Мельников, один из авторов статьи, доктор физико-математических наук, доцент кафедры оптимального управления факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ.

Температуры магнитного фазового перехода в ферромагнитных металлах достаточно высоки, поэтому применения теории ферми-жидкости, приближения случайных фаз и их обобщений оказалось недостаточно. Большинство существующих теорий спиновых флуктуаций используют локальное приближение. Динамическая теория спиновых флуктуаций, развитая при участии авторов обзора, учитывает их нелокальность.

«Учет нелокальности спиновых флуктуаций позволил добиться хорошего согласия с экспериментами по нейтронному рассеянию. При помощи динамической теории спиновых флуктуаций удалось интерпретировать результаты эксперимента и исследовать проблему магнитного ближнего порядка в металлах выше температуры Кюри», — заключили ученые.

Работа выполнена в соавторстве с Борисом Резером, кандидатом физико-математических наук, старшим научным сотрудником отдела теоретической и математической физики Института физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН.