O ferromagnetyzmie, zwłaszcza metalicznym (wędrownym), słów kilka

• Autorzy: Wojtkiewicz Jacek , Chankowski Piotr

Identyfikatory

DOI

10.61947/uw.PF.2025.76.1.21-43

Warianty tytułu

EN

A few words on the theme of ferromagnetism (in particular the itinerant one)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zjawiska magnetyczne, mające rozliczne zastosowania w powszechnie wykorzystywanych urządzeniach, są uwarunkowane efektami kwantowymi. W artykule omawiamy główne modele teoretyczne mające zdawać sprawę z zasadniczych aspektów różnych układów fizycznych wykazujących właściwości magnetyczne, na gruncie których próbuje się zrozumieć mechanizmy odpowiedzialne za te właściwości.

EN

Magnetic phenomena which have numerous application in commonly used devices are conditioned by quantum effects. In this article we present the main theoretical models which are believed to capture the most important aspects of different physical systems exhibiting magnetic properties and discuss how on their ground one tries to understand mechanisms responsible for these properties.

Słowa kluczowe

PL

ferromagnetyzm; ferromagnetyzm wędrowny; ferromagnetyzm metaliczny; mechanika kwantowa; mechanika statystyczna; spin; uporządkowanie magnetyczne; przemiany fazowe

EN

ferromagnetism; itinerant ferromagnetism; metalic ferromagnetism; quantum mechanics; statistical mechanics; spin; magnetic ordering; phase transitions

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Fizyczne
• Czasopismo: Postępy Fizyki
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 76, z. 1
• Strony: 21--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 66 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wojtkiewicz Jacek

• Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski

• https://orcid.org/0000-0001-6030-0177

autor

Chankowski Piotr

• Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski

• https://orcid.org/0000-0002-8897-3426

Bibliografia

• [1] D. C. Mattis: Theory of magnetism made simple, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., Singapore 2006.
• [2] Yu-Quing Yang. In: Proceedings of 3-rd International Conference on Physics of Magnetic Materials, Szczyrk-Biła 1986. Eds.: W. Gorzkowski, H. Lachowicz, H. Szymczak, World Scientific, Singapore-New Jersey- London-Hong Kong 1987.
• [3] P. Curie: Ann. Phys. Chim 5 (7), 289 (1895); Œuvres, Paris 1908.
• [4] P. Weiss: J. Physique 6 (4), 661 (1907).
• [5] P. Chankowski: Postępy Fizyki 74 (3), 5 (2023); 74 (4), 5 (2023); 75 (1), 2 (2024).
• [6] E. Ising: Z. Phys. 31, 253 (1925).
• [7] R. E. Peierls: Proc. Camb. Phil. Soc. 32, 477 (1936).
• [8] R. B. Griffiths: Phys. Rev. 136 A437 (1964).
• [9] L. Onsager: Phys. Rev. 65, 117 (1944).
• [10] J. Frenkel: Z. Phys. 49, 31 (1928)
• W. Heisenberg: Z. Phys. 49, 619 (1928).
• [11] F. Bloch: Z. Phys. 57, 545 (1929).
• [12] L. Néel, Ann. Physique 17, 64 (1932)
• F. Bitter, Phys. Rev. 54, 79 (1937)
• J. H. Van Vleck, J. Chem. Phys. 9, 85 (1941).
• [13] H. Bizette, C. Squire et B. Tsai: Comptes Rendus Acad. Sci. 207, 449 (1938)
• C. G. Schull, J. S. Smart: Phys. Rev. 76, 1256 (1949).
• [14] H. A. Bethe: Z. Phys. 71, 205 (1931).
• [15] N. D. Mermin and R. Wagner: Phys. Rev. Lett. 17, 1133 (1966)
• P. Hohenberg, Phys. Rev. 158, 383 (1967).
• [16] J. Fröhlich, B. Simon and T. Spencer: Comm. Math. Phys. 50, 79 (1976).
• [17] F. J. Dyson, E. H. Lieb, and B. Simon: J. Stat. Phys. 18 , 335 (1978).
• [18] W. Lenz: Z. Phys. 56, 778 (1929); F. Bloch: Z. Phys. 61, 206 (1930).
• [19] E. Stoner, Lond. Edinb. Dublin Philos. Mag. J. Sci. 15, 1018 (1933)
• Magnetism and Matter, Methuen, London 1934.
• [20] K. Huang: Mechanika statystyczna, PWN 1978.
• [21] K. Huang, C.N. Yang: Phys. Rev. 105, 767 (1957)
• T. D. Lee, C. N. Yang: Phys. Rev. 105, 1119 (1957).
• [22] A. K. Wróblewski: Historia fizyki, PWN 2006.
• [23] A. A. Abrikosov, Gorkov, Dzialoshinski: Methods of Quantum Field Theory in Statistical Physic, Dover Publication, New York 1975.
• [24] A. L. Fetter and J. D. Walecka: Quantum Theory of Many Particle Systems, McGraw Hill, New York, 1971.
• [25] S. Kanno: Prog. Theor. Phys. 44, 813 (1970).
• [26] P. H. Chankowski, J. Wojtkiewicz: Phys. Rev. B 104, 144425 (2021)
• P. H. Chankowski, J. Wojtkiewicz and R. Bakhshizada: Acta Phys. Polon. B 53, 9 A-4 (2022)
• P. H. Chankowski, J. Wojtkiewicz and S. Augustynowicz: Phys. Rev. A 107, 063311 (2023).
• [27] E. L. Giacomelli, Ch. Hainzl, P. T. Nam and R. Seiringer: arXiv 2409.17914 [math-ph].
• [28] J. Wojtkiewicz: Postępy Fizyki 73, z. 3, s. 2 (2022).
• [29] S. Pilati, G. Bertaina, S. Giorgini, and M. Troyer: Phys. Rev. Lett. 105, 030405 (2010)
• S. Pilati, I. Zintchenko, and M. Troyer: Phys. Rev. Lett. 112, 015301 (2014).
• [30] L. He: Phys. Rev. A 90, 053633 (2014)
• L. He and X.-G. Huang, Nonperturbative effects on the ferromagnetic transition in repulsive Fermi gases, Phys. Rev. A 85, 043624 (2012)
• J. Pera, J. Boronat and J. Casulleras: SciPost Phys. 17, 030 (2024)
• [31] G.-B. Jo, Y.-R. Lee and J.-H. Choi, C. A. Christensen, T. H. Kim, J. H. Thywissen, D. E. Pritchard, and W. Ketterle, Science 325, 1521 (2009)
• Y.-R. Lee, M.-S. Heo, J.-H. Choi, T. T. Wang, C. A. Christensen, T. M. Rvachov, and W. Ketterle, Phys. Rev. A 85, 063615 (2012)
• C. Sanner, E. J. Su, W. Huang, A. Keshet, J. Gillen and W. Ketterle, Phys. Rev. Lett. 108, 240404 (2012).
• [32] E. H. Lieb, R. Seiringer and J. P. Solovej: Phys. Rev. A 71, 053605 (2005)
• M. Falconi, E.L. Giacomelli, C. Hainzl and M. Porta: Ann. Inst. Henri Poincareé 22, 2283 (2021).
• [33] Hubbard, J.: Proc. Roy. Soc. London A 276, 238 (1963); A 277, 237 (1964); A 281, 401 (1964).
• [34] Gutzwiller, M. C.: Phys. Rev. Lett. 10, 159 (1963); Phys. Rev. A 137, 1726 (1965).
• [35] Kanamori, J.: Prog. Theor. Phys. 30, 275 (1963).
• [36] Lieb, E. H. In: Advances in dynamical systems and quantum physics, Proc. of the May 1993 Conference in honour of G. F. Dell’Antonio World Scientific.
• [37] J. Wojtkiewicz: Postępy Fizyki 58, 66 (2007).
• [38] Nagaoka: Phys. Rev. 147, 392 (1966).
• [39] E. H. Lieb: Phys. Rev. Lett. 62, 1201 (1989)
• [40] A. Mielke: J. Phys. A: Math. Gen. 25, 4335 (1992).
• [41] H. Tasaki: Physics and Mathematics of Quantum Many Body Systems, Springer 2020.
• [42] E. H. Lieb and D. C. Mattis: J. Math. Phys. 3, 749 (1962).
• [43] D. Vollhardt, N. Blümer, K. Held and M. Kollar: in: Proceedings of the Workshop on "Ground-State and Finite-Temperature Bandferromagnetism" , Berlin/Wandlitz, 4-6 October 2000. Lecture Notes in Physics, Springer Verlag; cond-mat/0012203.
• [44] D. Vollhardt: Physica B: Condensed Matter 169, 277 (1991).
• [45] G. Kotliar, D. Vollhardt: Physics Today 57, 53 (2004).
• [46] A. Giuliani: J. Math. Phys. 48, 023302 (2007).
• [47] J. Wojtkiewicz, P. Chankowski i W. Niedziółka (w przygotowaniu).
• [48] J. H. van Vleck: The Theory of Electric and Magnetic Susceptibilities, Oxford 1932.
• [49] D. I. Khomskii: Transition Metal Compounds, Cambridge University Press 2014.
• [50] E. Pavarini, E. Koch, A. Lichtenstein, and D. Vollhardt (eds.) DMFT: From Infinite Dimensions to Real Materials Modeling and Simulation Vol. 8 Forschungszentrum Julich, 2018.
• [51] T. Dietl: Nature Materials 9, 965 (2010); H. Kalita, M. Bhushan, L. R. Singh: Materials Science and Engineering B 288, 116201 (2023).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).