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非線形スピンダイナミックス系におけるカオスとマルチフラクタルの研究

研究課題

研究課題/領域番号 02402009
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 固体物性
研究機関岡山大学

研究代表者

山嵜 比登志  岡山大学, 理学部, 教授 (40013495)

研究分担者 圓山 裕  岡山大学, 理学部, 助教授 (20181836)
田中 基之  岡山大学, 理学部, 教授 (80032803)
大嶋 孝吉  岡山大学, 理学部, 教授 (10114414)
研究期間 (年度) 1990 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
17,900千円 (直接経費: 17,900千円)
1993年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1992年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1991年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
1990年度: 11,300千円 (直接経費: 11,300千円)
キーワードカオス / フラクタル / スピン波 / マグノン / パラメトリック励起 / 平行励起 / スピン波乱流
研究概要

磁性体においては多くの電子スピンが交換相互作用により強く結合し,集団運動であるスピン波が生成される.そのスピン波間には磁気双極子相互作用など非線形相互作用が存在し,非線形スピンダイナミックス系を形成している.マイクロ波による平行励起や垂直励起などのパラメトリック励起によって,スピン波対を熱平衡値を大きく越えて励起することが出来,スピン波の非線形非平衡状態を実現できる.励起を強くすると系は不安定になり,スピン波の数が時間的に変動する自励発振が発生し,さらに様々なタイプのバラエティに富んだカオスが発生する.このスピン波系において実験的に,周期倍カスケード,準周期性,間欠性,というカオスに特徴的かつ普遍的な性質を見いだし,詳しく研究した.また磁性は本質的に量子現象であるので,量子力学による微視的相互作用を基にモデルハミルトニアンを作り,数値実験によりカオス研究を行い,実験結果との比較研究も行った.
周期倍分岐ルートによるカオスでは,カオス発生臨界点や発達したカオス状態でのストレンジアトラクタとそのマルチフラクタル構造を示すf(α)スペクトルの分岐過程を明らかにした.同様の分岐過程は理論シミュレーションによっても裏づけられた.準周期性カオスではトーラス構造と位相ロッキングの発生.カオス発生臨界点直上での間欠性カオスの発生.変調を加えた励起下での引き込みによるアーノルドの舌現象.また非平衡スピン波対が電磁波を放射する非線形放射緩和過程などを明らかにした.この様にカオス現象に普遍的な現象が次々に見つかり,非平衡スピン波系が非線形科学のモデルシステムとしての重要性が認識された.

報告書

(5件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 1991 実績報告書
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] 山崎比登志: "固体の中のカオス" 日本物理学会講習会テキスト「カオス」. 53-59 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山崎比登志: "マグノンの異常なふるまいとカオス" パリティ別冊(丸善). 10. (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Michinobu Mino: "Quasiperiodic and Chaotic Oscillations of Magnon System Driven by Modulation Pumping Field" J.Magn.Magn.Mater.104. 1055-1056 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seitaro Mitsudo: "Period-Doubling Cascade and Chaos in YIG at the First-Order Suhl Instability" J.Magn.Magn.Mater.104. 1057-1058 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Yamazaki: "Influence of Radiation Damping on the Threshold of Auto-Oscillations in YIG Under Parallel Pumping" J.Magn.Magn.Mater.104. 1059-1060 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seitaro Mitsudo: "Fractal Structure of Strange Attractor at the Subsidiary Resonance in Yttrium Iron Garnet" J.Phys.Soc.Jpn.59. 4231-4234 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Yamazaki: "Nonlinear Phenomena and Chaos in Magnetic Materials Chapter 8,Fractal Properties in Magnetic Materials" World Scientific Publishing Co, 17 (1994)

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    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Yamazaki: "Nonlinear Magnetic Resonance (in Japanese)" Suri Kagaku. No.321. 49-55 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Mitsudo, M.Mino and H.Yamazaki: "Fractal Structure of Strange Attractor at the Subsidiary Resonance in Yttrium Iron Garnet" J.Phys. Soc. Jpn.Vol.59. 4231-4234 (1990)

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    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Mino, S.Mitsudo, H.Yamazaki and K.Nakamura: "Transition to Chaotic State in Spin-Wave Turbulence" J.Magn. Magn. Mater.Vol.90. 781-782 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Mino, S.Mitsudo and H.Yamazaki: "Quasiperiodic and Chaotic Oscillations of Magnon System Driven by Modulation Pumping Field" J.Magn. Magn. Mater.Vol.104. 1055-1056 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Mitsudo, M.Mino and H.Yamazaki: "Period-Doubling Cascade and Chaos in YIG at the First-Order Suhl Instability" J.Magn. Magn. Mater.Vol.104. 1057-1058 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yamazaki, Y.Yunoki, M.Mino, S.Mitsudo and V.L.Safonov: "Influence of Radiation Damping on the Threshold of Auto-Oscillations in YIG Under Parallel Pumping" J.Magn. Magn. Mater.Vol.104. 1059-1060 (1992)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi, Yamazaki: "Abnormal Behavior of Magnon and Chaos (in Japanese)" Parity, Maruzen Publishing Supplement. No.10(in press).

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Mitsudo and H.Yamazaki: "Intermittency Observed in Yttrium Iron Garnet Under Parallel Pumping" J.Phys. Soc. Jpn.Submitted.

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    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi, Yamazaki: "Nonlinear Phenomena and Chaos in Magnetic Materials Chapter 8, Fractal Properties in Magnetic Materials" orld Scientific Publishing Co.in press. 17

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山嵜比登志: "固体の中のカオス" 日本物理学会講習会テキスト「カオス」. 53-59 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 山嵜比登志: "マグノンの異常なふるまいとカオス" パリティ別冊(丸善). 10. (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Hitoshi Yamazaki: "Nonlinear Phenomena and Chaos in Magnetic Materials Chapter 8,Fractal Properties in Magnetic Materials" World Scientific Publishing Co., 17 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Michinobu Mino: "Quasiperiodic and chaotic oscillations of magnon system driven by modulation pumping field." Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 104. 1055-1056 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Seitaro Mitsudo: "Period-doubling cascade and chaos in YIG at the first-order Suhl instability." Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 104. 1057-1058 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Hitoshi Yamazaki: "Influence of radiation damping on the threshold of auto-oscillations in YIG under parallel pumping" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 104. 1059-1060 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 味野 道信: "外部変調を加えたマグノン系での準周期ル-トカオス" 物性研究. 56. 197-198 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 光藤 誠太郎: "マグノン系で観測されたカオスのLyapunov指数" 物性研究. 56. 194-196 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Hitoshi Yamazaki: "Influence of radiation damping on the threshold of autoーoscillations in YIG under parallel pumping" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Seitero Mitsudo: "Periodーdoubling cascade and chaos in YIG at the firstーorder Suhl instability." Journal of Magnetism and magnetic Materials. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Michinobu Mino: "Quasiperiodic and chaotic oscillations of magnon system driven by modulation pumping field." Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshie Yunoki: "Effect of microwave photon relaxation on nonlinear magnon damping" Jounal of the Physical Society of Japan. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 山嵜 比登志: "非線形磁気共鳴" 数理科学. 321. 49-55 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 光藤 誠太郎: "ス-ル第一次不安定性領域でのマグノン系カオス" 物性研究. 53. 671-673 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 味野 道信: "マグノン系における間欠カオスの観測" 物性研究. 53. 674-676 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Seitaro Mitsudo: "Fractal Structure of Strange Attractor at the Subsidiary Resonance in Yttrium Iron Garnet" Journal of the Physical Society of Japan. 59. 4231-4234 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Michinobu Mino: "Transition to Chaotic State in SpinーWave Turbulence" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 90891. 781-782 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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