量子スピン鎖における新しい素励起BreatherのESRによる研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640335
• Research Institution: OKAYAMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 野尻 浩之 岡山大学, 理学部, 教授 (80189399)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小山 佳一 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (70302205)
• Keywords: ソリトン / 強磁場 / 非線形励起 / 一次元反強磁性体 / ESR

Research Abstract

1次元反強磁性体CuBenzoateにおける非線形励起であるブレザーをESRで詳細に研究した。理論的に予測されていた励起ギベップの大きさが磁場方向に依存することをESRによって確認した。そのために、希釈冷凍機温度にいたる超低温でのESR装置を開発し、実験を行った。従来のヘリウム3領域では明瞭なギャップを見出せなかった方向に関しても励起ギャップを見出した。
ブレザー吸収の偏光依存性に関して研究を行い、ゼーマンエネルギーの補正を含まない直接的なブレザーエネルギーの決定を行えるモードを見出した。
磁場を加えたときに生じる交替磁場が3次元秩序を誘起するかどうかを調べるためにトライアンフ研究所において強磁場超低温下における中間子実験を行い、3次元秩序が起こった場合期待される緩和時間のスローイングダウンが16mKまで見出されないことを見出した。このことは、CuBenzoateにおける強い非線形励起の原因が非常に良い1次元性にあることを示しており、交替磁場によって比較的大きな磁気モーメントが誘起されても、強い量子揺らぎによる非線形性が生き残っていることを示している。
非線形励起の特徴である高次の励起モードに関して、3次までの非線形モードをESRにより見出した。また、温度を上げたときに、励起状態間の遷移(ブレザー遷移)によるESR吸収を見出した。
このことは、CuBenzoateにおける非線形励起は離散的準位を伴ったものであることを明瞭に示す結果である。

Research Products

• [Publications] T.Sakon, H.Nojiri et al.: "Electron Spin Resonance Study of Cu Benzoate Using a ^3He-^4He Dilution Refrigerator"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. 2259-2262 (2001)
• [Publications] T.Asano, H.Nojiri et al.: "μSR Study of Cu Benzoate at Very Low Temperature--Existence or Nonexistence of Long Range Order in Coupled Chains"J. Phys. Soc. Jpn.. 71. 594-598 (2002)