ძლიერ მაგნიტურად ანიზოტროპული ნანონაწილაკების შემცველი მაგნიტური სითხეების დამაგნიტების პროცესის გამოკვლევა

ავტორი: არჩილ უგულავა
თანაავტორები: მ.ვერულაშვილი, გ.მჭედლიშვილი, ზ.როსტომაშვილი, ს.ჩხაიძე
საკვანძო სიტყვები: ფერომაგნეტიზმი, სუპერპარამაგნეტიზმი, მაგნიტური სითხეები
ანოტაცია:

ზოგიერთი მაგნიტური სითხის შემადგენელი მაგნიტური ნანონაწინაკები ხასიათდებიან დიდი მაგნიტური ანიზოტროპიის ენერგიით. პრაქტიკაში ასეთ მაგნიტურ ნაწილაკებს განეკუთვნებიან ჰექსოგონალური კრისტალური სიმეტრიის მქონე კობალტი და მისი შენადნობები. ამ მაგნიტურ ნაწილაკთა ანიზოტროპიის ენერგია ოთახის ტემპერატურაზეც კი ბევრად აღემატება სითბურ ფლუქტუაციათა ენერგიას. კარგად ცნიბილი პარამაგნეტიზმის ლანჟევენის კლასიკური თეორია არ ითვალისწინებს ანიზოტროპიის ენერგიას, ვინაიდან იგი შექმნილი იყო ჩვეულებრივი პარამაგნიტური გაზისთვის, რომელთა შემადგენელ ნაწილაკებს მაგნიტური ანიზოტროპია საერთოდ არ ახასიათებთ. ლაჟევენის თეორიის გამოყენება მაგნიტურად ძლიერად ანიზოტროპული ნანონაწილაკების გაზის მქაგნიტური თვისებების არაკორექტულია და ამგვარი პარამაგნიტური სისტემებისათვის სპეციალური თეორიის შემუშავებაა საჭირო. ამ მიმართულებითაა ჩვენი ძალისხმევა მიმართული. ძლიერი ცალღერძა მაგნიტური ანიზოტროპიის შემთხვევაში მაგნიტურ ნანონაწილაკთა სისტემა ფორმალურად შეიძლება წარმოდგენილი იქნას ორი თერმოდინამიკური ქვესისტემის ერთობლიობის სახით. ორიდან ერთი ქვესისტემა შედგება მაგნიტური ველის გაწვრივ მიმართული ნანონაწილაკებისაგან, ხოლო მეორე - ველის საწინააღმდეგოდ მიმართული ნაწილაკებისაგან. ამ წარმოდგენაზე დამყარებულმა, ჩვენს მიერ განვითარებულმა თეორიამ გვაჩვენა, რომ მაგნიტური ანიზოტროპიის ენერგიის ზრდა იწვევს დამგნიტების ლანჟევენისეული მრუდის ჩანაცვლებას ცნობილი ბრილუენის კვანტური დამაგნიტების მრუდით ნახევარსპინიანი ნაწილაკებისათვის,რომელიც ჰიპერბოლური ტანგესის საშუალებით გამოისახება. აქ თავი იჩინა ანალოგიამ, რომელიც არსებობს ორდონიან კვანტურ სისტემასა და ორ, ერთმანეთთან სუსტად ურთიერთქმედ, თერმოდინამიკურ ქვესისტემას შორის. ჩვენს მიერ მიღებული დამაგნიტების თეორიის თანახმად მაგნიტურად ანიზოტროპული ნანონაწილაკებისაგან შექმნილი გაზის დამაგნიტება ხორციელდება სამჯერ უფრო სწრაფად, ვიდრე ეს გამომდინარეობს ლანჟევენის თეორიიდან. ეს შედეგი დასტურდება ნავთში შეტივტივებული კობალტის ნანონაწილაკებისაგან შემდგარი მაგნიტური სითხისათვის არსებული ექსპერიმენტულ დამაგნიტების მრუდთან შედარებით.