Химин Р. С. Нелінійна динаміка магнетиків із сильним квантовим скороченням спіна

У роботі за допомогою узагальнених когерентних станів групи SU(3) побудована квазікласична теорія спінової динаміки для магнетика зі спіном S=1 при врахуванні як білінійної, так і біквадратичної взаємодії. В усіх фазових областях наявність біквадратичного обміну призводить до існування особливих солітонних та магнонних збуджень, в яких середнє значення спіна на вузлі гратки (намагніченості) не змінюється за напрямком, проте змінюється за довжиною. Такі "повздовжні" збудження не існують в звичайних магнетиках, динаміка яких описується рівняннями Ландау-Ліфшиця, або гамільтоніаном Гейзенберга. Енергія таких солітонів при заданому значенні імпульсу меньша, ніж відповідна енергія магнона, а отже солітоннні збудження є більш енергетично вигідні при заданому імпульсі. У двовимірному магнетику з S=1 існують топологічно нетривіальні солітонні стани з кінцевою енергією. Ці солітони зберігають топологічний заряд при переході від фази колінеарного нематика до феромагнетика та від антиферомагнетика до ортогонального нематика.