시간에 따라서 변하는 자기장내에서의 상호작용을 하지 않는 고전 스핀들의 동력학: Cosine 함수 자기장 vs. 회전 자기장 (Dynamics of Noninteracting Classical Spins in Time-dependent Magnetic Fields: Cosine Field vs. Rotating Field)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 58권 / 6호 / 673 ~ 679페이지
· 저자명 : 오석근

초록

Cosine 함수 자기장 대신 시계방향 회전 자기장을 채용하는 근사법의 유용성을 상호작용하지 않는 고전
스핀계의 모델을 사용하여 조사하였다.
Cosine 함수 자기장의 경우에는 스핀 모델의 운동방정식이
정확하게 풀리지 않으므로, 이것을 수치적분을 통해서 풀었으며 그 결과를 시계방향 회전 자기장속에서의
자기화에 관한 정확한 식이 주는 결과와 비교하여 어느 정도
잘 들어 맞는지를 조사하였다. 시간에 따라서 변하는 자기장의
세기가 약해야 서로 잘 들어 맞을 것이라는 예상 아래서 cosine 함수 자기장과 회전 자기장의 진폭이 매우 작은
경우만을 연구 대상으로 삼았다.
우리의 예상대로 cosine 함수 자기장과 회전 자기장의 진폭이 매우 작고 각진동수도
매우 작으면 비평형 자기화의 x-성분은 값이 거의 일치하고, y-성분 및 z-성분도 값이
서로 상당히 근접하였다.
그러나 cosine 함수 자기장과 회전 자기장의 진폭이 매우 작더라도 공진 각진동수 근처에서는
비평형 자기화의 x- 및 y-성분의 경우에 짧은 시간 수준에서는 진동수는 같을지라도 국소 봉우리(peak)를
연결한 싸개선(envelope)의 진동주기는 cosine 함수 자기장의 경우에 회전자기장의 경우보다
2배 정도 크게됨을 발견하였다. 비평형 자기화의 z-성분은 싸개선이 생기지 않지만 진동주기가
cosine 자기장의 경우에 회전자기장의 경우보다 2배 정도 크게됨을 발견하였다.
마지막으로 각진동수가 매우 큰 경우를 고려하였는데, 놀랍게도
cosine 함수 자기장과 회전 자기장의 두 경우 모두 값이 거의 일치하였다.

영어초록

The validity of adopting a cosine field on behalf of a rotating magnetic field is
examined via a model of noninteracting classical spins. Since
the case of a cosine field is not exactly solvable, we solve the
equations of motion for nonequilibrium magnetization components numerically and
compare the results with those of the exactly
solvable rotating field case. We also confine our attention to the
case of a time-dependent magnetic field with a small amplitude because in this case, we expect
the minimal difference between the cosine field and rotating field.
When the angular frequency is very small, the x-component of the
nonequilibrium magnetizations in cosine and the rotating fields coincide with
each other whereas the y- and the z-components in these fields are
quite close to each other. However, at the resonant angular
frequency, the x- and the y-components of the magnetization oscillates
with the same frequency, but the peaks of these components form
envelopes, and they oscillate with different frequencies; i.e.,
the envelope for the rotating field oscillates twice as fast as than
that for the cosine field. Meanwhile, the z-components in these fields show no envelope,
but the envelope for the rotating field oscillates with a
frequency three that for the cosine field.
Finally, when the angular frequency is extremely large, the
magnetization components in the cosine and rotating fields almost coincide with
each other, to our surprise.

참고자료

· 없음