マグノン

マグノン（英: magnon）は、結晶格子中の電子のスピンの構造を量子化した準粒子である。一方、結晶格子中での原子やイオンの振動を量子化した準粒子は、フォノンという。量子力学における波の描像では、マグノンはスピン波を量子化したものと見なすことができる。準粒子として、マグノンは一定の量のエネルギーと格子運動量を運搬する。プランク定数を2πで割ったディラック定数のスピンを持つ。

研究の歴史

1930年にフェリックス・ブロッホによって、強磁性体の自発磁化が減少する現象を説明するために導入された。
その後、量子化されたスピン波の量子理論は、Theodore Holstein and Henry Primakoff (1940) やフリーマン・ダイソン (1956) によって発展させられた。彼らは第二量子化の形式を用いることで、マグノンがボース＝アインシュタイン統計に従い、弱く相互作用する準粒子であることを示した。
1957年にはバートラム・ブロックハウスがフェライト相中の非弾性中性子散乱を用いて、実験的に直接検出した。それ以来、マグノンは強磁性体、フェリ磁性体、反強磁性体の中で検出されている。
マグノンがボース＝アインシュタイン統計に従うという事実は、1960年代から1980年代に、マグノンからの光散乱実験によって確認された。

磁石材料の内部には情報を伝達するキャリアがあり、マグノンを制御する試みは、低消費電力かつサブテラヘルツ領域の素子への応用が期待される^[1]。

C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 7th edition (Wiley, 1995). ISBN 0-471-11181-3.
F. Bloch, Z. Physik 61, 206 (1930).
T. Holstein and H. Primakoff, Phys. Rev. 58, 1098 (1940). online
F. J. Dyson, Phys. Rev. 102, 1217 (1956). online
B. N. Brockhouse, Phys. Rev. 106, 859 (1957). online
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S. O. Demokritov, V. E. Demidov, O. Dzyapko, G. A. Melkov, A. A. Serga, B. Hillebrands, and A. N. Slavin, Nature 443, 430 (2006).online
P. Schewe and B. Stein, Physics News Update 746, 2 (2005). online
A.V. Kimel, A. Kirilyuk and T.H. Rasing, Laser & Photon Rev. 1, No. 3, 275-287 (2007). online

表話編歴物性物理学
物質の状態	固体液体気体ボース＝アインシュタイン凝縮フェルミ凝縮フェルミ気体フェルミ液体超固体超流動朝永–ラッティンジャー液体時間結晶
相現象	秩序変数相転移
電子相	バンド構造絶縁体モット絶縁体半導体半金属電気伝導体超伝導熱電効果ゼーベック効果ペルティエ効果トムソン効果圧電効果強誘電体スピンギャップレス半導体
電子現象	ホール効果量子ホール効果スピンホール効果 Berry位相アハラノフ＝ボーム効果ジョセフソン効果近藤効果
磁気相	反磁性超反磁性常磁性超常磁性強磁性反強磁性フェリ磁性メタ磁性スピングラス
準粒子	フォノン励起子プラズモンポラリトンポーラロンマグノン
ソフトマター	アモルファス粉粒体液晶重合体
科学者	マクスウェルファン・デル・ワールスデバイブロッホオンサーガーモットパイエルスランダウラッティンジャーアンダーソンバーディーンクーパーシュリーファージョゼフソンコーンカダノフマイケル・フィッシャー
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