старение магнитов

[amon]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #916624 писал(а):

Надо ещё условие минимальности энергии добавить, а то "пена" доменных стенок просто термодинамическим пределом не "изгоняется". Она сама становится физсистемой в т.-д. равновесии.

Там много чего добавлять надо - система-то со спонтанным нарушением, поэтому надо вставлять направление нарушения. Еще и переход второго рода под ногами вертится... Поэтому и не стал тень наводить. Тем более, что явно это не сделано точно - нет решаемой без возмущений трехмерной модели ферромагнетика.

-- 08.10.2014, 18:26 --

AlexLib в сообщении #916634 писал(а):

вариант б) термодинамически стабилен только в очень экзотических материалах (чтобы энергия доменных стенок была очень велика).

Вариант б) вроде как получается в термодинамическом пределе (объем системы и число частиц к бесконечности, плотность - константа). При этом направление магнитного момента надо как-то выбрать (в простейших моделях легких-тяжелых осей нет). А вообще, спор схоластический, поскольку, как Вы правильно заметили, таких материалов нет.

[Munin]

(Оффтоп)

amon в сообщении #916637 писал(а):

Там много чего добавлять надо - система-то со спонтанным нарушением, поэтому надо вставлять направление нарушения.

А зачем? Само выберется. Ведь ненарушенное состояние неустойчиво, и т.-д. флуктуации из него выбьют.

Лучше ответьте на реплику AlexLib про экзотические материалы. Я не настолько знаком с конкретикой.

amon в сообщении #916637 писал(а):

Тем более, что явно это не сделано точно - нет решаемой без возмущений трехмерной модели ферромагнетика.

А вот это интересно. Если взять кристалл атомов какого-то элемента, то ферромагнетик не получится? Может, и сам по себе ферромагнетизм - нечто феноменологическое?..

[AlexLib]

На самом деле что-то подобное (бесконечный ферромагнетик, охлаждение от точик Кюри и т.д.) наблюдается на материалах постоянных магнитов. Простейший пример - то, из чего сделано кольцо динамика. Эти материалы (интерметаллиды) хрупкие, поэтому их используют в виде порошков, а изделие прессуют. Так что в конце концов получается поликристалл со всеми вытекающими последствиями.
Но если вырастить из этих материалов монокристалл (вполне реально - примерно миллиметр в диаметре и сантиметр в длину) и медленно охлаждать в районе точки Кюри, он будет монодоменным при комнатной температуре.
Откуда возьмется намагничивание ? В простейшем случае - поле Земли. Вблизи точки Кюри вполне достаточно, чтобы намагнитить такой образец. В идеальном случае произойдет своеобразное спонтанное нарушение симметрии.
Теоретически, если заэкранировать все поля, при подходе к точке Кюри будут флуктуационные области однородного намагничивания. Поддерживая подходящий температурный градиент (по образцу), можно добиться роста одной такой области на весь образец. Я видел только теоретические работы в этой области (целью было "вырастить и заморозить флуктуацию", опыты в этой области мне неизвестны.

[Skeptic]

druggist в сообщении #916568 писал(а):

Дело не в опыте, просто, из общих соображений, иголки во внешнем поле поворачиваются как целое, если так происходило бы внутри магнита, разнононаправленные домены, разворачиваясь при наложении внешнего поля должны были бы сильно мешать друг другу. Т.е., домены не совсем иголки, движение доменных стенок играет большую роль

druggist, для вас общие соображения ценнее опыта?
Стенки доменов - это как соты в улье, а домены - мёд? Из чего состоят эти стенки?

-- 08.10.2014, 19:03 --

amon в сообщении #916572 писал(а):

В ферромагнетике элементарным (атомным) моментам выгодно развернуться параллельно, увеличивая магнитное поле. Поэтому в бесконечном ферромагнетике никаких доменов нет.

Почему-то со временем сила магнита уменьшается, хотя "моментам выгодно развернуться параллельно, увеличивая магнитное поле"

[perikl]

amon в сообщении #916572 писал(а):

В ферромагнетике элементарным (атомным) моментам выгодно развернуться параллельно, увеличивая магнитное поле.

Не надо забывать, что намагничивание ферромагнетика требует затрат энергии. О какой выгоде идёт речь?

[amon]

Munin в сообщении #916639 писал(а):

amon в сообщении #916637

писал(а):
Там много чего добавлять надо - система-то со спонтанным нарушением, поэтому надо вставлять направление нарушения.
А зачем? Само выберется. Ведь ненарушенное состояние неустойчиво, и т.-д. флуктуации из него выбьют.

Да, оффтопом закрыться не удалось. Придется отбиваться.
1. Откуда берется ферромагнетизм "на пальцАх". Есть атомы в решетке, у каждого - нескомпенсированный полуцелый спин. Атомы одинаковые, поэтому электрические заряды у них тоже одинаковые. Пространственная часть волновой функции поэтому хочет быть антисимметричной (что бы одинаковые заряды в узлах меньше отталкивались). Тогда спиновой части ничего не остается, как стать симметричной, т.е. всем спинам выстроится в параллель. Эта "параллель" направлена куда угодно, поэтому у системы оказывается вырожденным вакуумное (основное) состояние, в ней бегают голдстоуновские бозоны и наблюдаются все прелести спонтанного нарушения симметрии. Обращаю внимание, что в этой картине мира никаких доменов нет.
2. Как такую ситуацию смоделировать. Можно, конечно, на компьютере. Но для моделирования реальных систем у них пока мощи не хватает, а для модельных, IMHO, моделирование на компьютере - пустая трата народных средств, поскольку понимания это не добавляет. Правда, позволяет подглядеть в ответ, если есть с чем сравнить подсмотренное. Поэтому придуманы модельные задачи. Их собственно две - Изинговский и Гейзенберговский ферромагнетики. В модели Изинга спин может смотреть только вверх или вниз, у Гейзенберга - куда угодно. Считается, что атомы прибиты к узлам одномерной, двумерной или трехмерной решетки и взаимодействуют только ближайшие соседи.
Так вот, решены одномерные цепочки (от них пошли точно решаемые модели КТП) и двухмерная модель Изинга. В размерности меньше трех, как учит нас ЛЛ, фазовых переходов не бывает. Интересный случай трехмерного Гейзенберга решается только по теории возмущений (точнее - ренормгруппой) с неотчетливым результатом. При этом, что бы построить основное состояние (в теории) в гамильтониан надо написать член, выбирающий направление намагничивания (бесконечно слабое магнитное поле), и в конце положить его нулем. В результате таких построений и возникает утверждение про термодинамический предел.

[Munin]

Спасибо, ценный обзор.

А заявление, что в размерности меньше трёх фазовых переходов не бывает, относится конкретно к статистическим моделям (Изинг и Гейзенберг, или что-то ещё), или к произвольной Mexican hat тоже? Последнее было бы странно.

[amon]

Munin в сообщении #916691 писал(а):

А заявление, что в размерности меньше трёх фазовых переходов не бывает, относится конкретно к статистическим моделям

Оно относится к Льву Давидовичу. По-моему, в очень старой статфизике даже был такой параграф, выродившийся позднее в параграф о невозможности сосуществования фаз в одномерных системах. Сейчас даже в этом месте народ сомневаться начал. Однако, двумерных систем, приближенных к настоящим настолько, что бы в квантовых науках можно было бы что-нибудь сравнить с экспериментом я не знаю (классических полно).

[AlexLib]

amon,
когда все спины выстраиваются параллельно (в отсутствие внешнего поля), у образца появляется макроскопическая намагниченность, т.е. положительная магнитная энергия . Энергетически выгодно разбиение на домены, что дает нулевую среднюю намагниченность. Локальный выигрыш за счет образования параллельной цепочки спинов компенсирует проигрыш за счет доменных стенок.

[Munin]

amon в сообщении #916723 писал(а):

Оно относится к Льву Давидовичу.

А как он обосновывал? (Вроде, я такое встречал не только у него, но и как общепринятое в теорфизике, хотя толком не знаю.)

AlexLib в сообщении #916725 писал(а):

у образца появляется макроскопическая намагниченность, т.е. положительная магнитная энергия . Энергетически выгодно разбиение на домены

В общем, магнитная энергия и там и там одинакова, за вычетом "краевых эффектов", которые в бесконечном ферромагнетике пренебрежимо малы.

Так что, энергетически выгодно разбиение на домены, в том смысле, что размеры самих доменов тоже должны стремиться к бесконечности. А на домены постоянного ограниченного размера - невыгодно.

AlexLib в сообщении #916725 писал(а):

Локальный выигрыш за счет образования параллельной цепочки спинов компенсирует проигрыш за счет доменных стенок.

Компенсирует, но если стенок нет, то выигрыш будет ещё больше.

[AlexLib]

Цитата:

магнитная энергия и там и там одинакова

- не уверен, что понял Вас.
При разбиении на домены средняя намагниченность (или магнитный момент всего образца) пренебрежимо малы. Без внешнего поля магнитная энергия образца пропорциональна квадрату его магнитного момента, т.е. в подходящей доменной структуре она тоже мала.

[druggist]

Munin в сообщении #916753 писал(а):

А как он обосновывал? (Вроде, я такое встречал не только у него, но и как общепринятое в теорфизике, хотя толком не знаю.)

Из простейших термодинамических соображений обосновывал: в линейной системе границы фаз - точечные дефекты, подсчитывается ее(линейной системы) свободная энергия Е-ТS как функция концентрации дефектов и при любой T имеем минимум при конечной концентрации, а для фп при понижении T должен быть минимум при нулевой концентрации. Это по памяти, для сомневающихся - последний параграф лл5ч1

[Munin]

AlexLib в сообщении #916759 писал(а):

При разбиении на домены средняя намагниченность (или магнитный момент всего образца) пренебрежимо малы.

А вы не среднюю считайте.

[amon]

Munin в сообщении #916753 писал(а):

я такое встречал не только у него, но и как общепринятое в теорфизике,

Я тоже, но сходу найти/вспомнить не могу. Найду - отпишусь.

[AlexLib]

Цитата:

А вы не среднюю считайте.

Магнитная энергия всего образца (создаваемого им внешним поле) определяется именно суммарным магнитным моментом.