Российские и нидерландские физики подробно исследовали магнон-фононную связь в кристалле дифторида кобальта, усиленную терагерцовым излучением. Они показали, что в резонансных условиях накачка фононных мод излучением опосредована магнонными возбуждениями и поэтому происходит нелинейно.

Исследование опубликовано в Science.

Концепция квазичастиц — это одна из самых плодотворных идей, придуманных в физике. Без нее невозможно представить изучение объектов, состоящих из большого числа атомов, в первую очередь конденсированных сред. Квазичастицы не только позволили углубить наше понимание процессов, происходящих в них, но и послужили драйвером развития теоретической физики как таковой, включая физику элементарных частиц. Подробнее о том, какие бывают квазичастицы, вы можете прочитать в материале «Квантовая азбука: „Зоопарк квазичастиц“».

Чаще всего квазичастицы появляются в виде каких-либо счетных элементарных возбуждений в средах, находящихся в основном состоянии, обычно упорядоченном. Примером могут служить фононы, которые описывают распространение по кристаллической решетке порций колебательных возмущений. Похожим образом в физике появились магноны — возмущения спинового порядка.

Разные типы возбуждений могут вступать во взаимодействие, причем его интенсивность зависит от множества факторов. В частности, физики исследуют влияние света терагерцового диапазона на возможность управления магнон-фононной связью, однако характер образующейся нелинейности пока плохо изучен.

Алексей Кимель (Alexey Kimel) из Университета Радбауда с коллегами из МФТИ, Института общей физики имени Прохорова РАН и Физико-технического института имени Иоффе РАН подробнее изучили процесс перетекания энергии из спиновых в решеточные степени свободы, индуцированного терагерцовым излучением, на примере дифторида кобальта.