磁振子是晶格中電子自旋結構集體激發的準粒子，可以被看作是量化的自旋波，即磁性有序體的動態本征激發。它們在低溫下的鐵磁體、反鐵磁體等具有磁序的固體材料中存在，攜帶固定量的能量和晶格動量，是自旋1的準粒子，并且服從玻色子的行為，滿足薩特延德拉·玻色阿爾伯特·愛因斯坦統計。
歷史
磁振子的概念最初由費利克斯·布洛赫（Felix Bloch）在1930年提出，用以解釋鐵磁體中自發磁化的減少。在絕對零度下，海森堡鐵磁體的原子自旋指向相同方向，形成最低能量狀態。隨著溫度升高，自旋開始隨機偏離，導致內部能量增加和凈磁化強度減小。磁振子的定量理論由西奧多·荷爾斯泰因（Theodore Holstein）、亨利·普里馬科夫（Henry Primakoff）和弗里曼·戴森（Freeman Dyson）進一步發展。1957年，伯特倫·布羅克豪斯通過非彈性中子散射在鐵氧體中直接測得磁振子，此后在多種磁性材料中都檢測到了磁振子。20世紀60年代到80年代的光散射實驗證實了磁振子遵守薩特延德拉·玻色阿爾伯特·愛因斯坦統計。1999年和2006年的實驗分別在低溫反鐵磁物質和室溫鐵氧體中證明了磁振子的玻色-愛因斯坦凝聚。2022年9月，美國科學家研究表明，磁性半導體溴化鉻中的磁振子可與激子聯會。
特性
磁振子的行為可以通過各種散射技術研究，其行為類似沒有化學勢的玻色氣體。微波泵浦可以激發自旋波，產生額外的非平衡磁振子，這些磁振子熱化后會形成聲子。在臨界密度下，磁振子會形成冷凝物，并發射單色的微波。這種微波源的狀態可以通過改變外加磁場強度來調整。
簡介
磁振子的能量E與相應自旋波的頻率ω滿足關系：E=(n+1/2)ω（其中n為對應頻率為ω的自旋波的平均磁振子數）。由于鐵磁體和反鐵磁體中原子(或離子)的磁矩是相互耦合的，一個原子(或離子)的磁矩的振動會引起相鄰原子(或離子)的磁矩振動，從而像波一樣傳播開來。磁振子作為玻色子，遵循薩特延德拉·玻色阿爾伯特·愛因斯坦統計。
參考資料 >